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目前,人工智能技术已在电力行业多个领域得到应用,既为电力系统带来诸多改变,同时又带来前所未有的挑战。
今年,视频生成式人工智能模型Sora的发布,将人工智能技术推向一个新阶段。新型生成式人工智能模型具有超越传统数据处理和分析能力的强大潜力,呈现数据巨量化、模型通用化、应用规模化实用化等特点。
在能源电力行业,随着新型电力系统加快推进建设,新能源大规模开发、高比例并网,智能化电力电子设备大量投入应用,电力系统的控制基础和运行机理正发生着深刻变化,这对电网安全运行和电力可靠供应提出了更大挑战。与此同时,电动汽车、新型储能、虚拟电厂广泛接入电网,能源电力供需格局发生新变化。
在新形势下,电力行业需要充分利用数智化技术实现改造升级。人工智能技术乘势而上,在实现电力业务重构、拓展新型应用场景等方面发挥了越来越重要的作用,充分展现其在感知、认知、模仿、生成等方面的巨大潜力。
“人工智能+电力”相关应用
新能源功率预测
人工智能算法可以根据气象数据、发电特性等预测新能源在未来一段时间内出力情况,帮助电力调度部门制订发电计划。
无人机智能巡检
基于图像识别、计算机视觉等技术,供电企业利用无人机实现输电线路精细化巡检,极大提高了巡检工作效率。
智能客户服务
依托人工智能技术,95598供电服务热线、“网上国网”APP可为客户提供自助服务,减少人工成本,优化服务流程,提升客户满意度。
配网带电作业机器人
基于人工智能技术,配网带电作业机器人可以代替人工开展导线/设备近距离带电维修,减少工作人员的作业风险。
典型应用场景
场景一
人工智能驱动的配电网态势感知与调度指挥决策系统
随着新型电力系统建设不断深化,大量分布式光伏电站接入配电网,改变了传统配电网单向潮流的基本格局。据国家能源局预测:2025年,我国将有5亿千瓦左右的分布式新能源、1200万台左右的充电桩接入电网,大量分布式源荷的接入使配电网运行特性愈发复杂。
为全面提升配电网末端感知能力和异常状态监测能力,支撑配电网运行状态监测与精益化管理,中国电力科学研究院有限公司人工智能应用联合攻关团队利用机器学习及生成式大模型技术,构建配电网态势感知与调度指挥决策系统。目前,配电网态势感知与调度指挥决策系统在多地供电企业开始应用。
●实时感知配电网的运行状态
●针对可能出现的系统故障及时进行报警
●给出决策建议
场景二
无人机智能巡检系统
无人机巡检是电力人工智能技术应用最广泛和有效的技术场景,通过无人机逐步替代人工巡视,极大提升了巡检工作效率,可以更加及时、精准地发现缺陷。
截至2023年年底
国家电网各单位累计配置无人机超2.4万架
巡检杆塔超418万基
110千伏及以上适航输电线路的无人机作业覆盖率超90%
人工智能算法辅助发现缺陷达74.3万处
为进一步加快无人机巡检场景的应用模型落地,逐步实现线路全自主巡检,在国家电网公司电力系统人工智能技术及应用实验室,中国电科院人工智能应用联合攻关团队将数千张由无人机拍摄的设备巡检图像上传至由视觉行业大模型迁移形成的细分场景专用模型中。
预训练阶段
科技人员使用公开数据融合电力样本库数据训练电力专业大模型,使其具备分析图像和文本所需的常识。
微调阶段
科技人员使用精心挑选的有标签的数据对预训练模型进行微调,使电力专业大模型能够适应特定任务。
经过多轮训练,目前,电力视觉专业大模型在识别输电、变电巡检图像隐患方面的平均精准率已达到85.31%,相比传统小模型提升幅度超7%,有效支撑电力设备巡检专业的数智化转型与运检工作质效提升。
其他场景应用:
●输电线路巡检图像缺陷智能识别
●变电巡检图像缺陷智能识别
●配电巡检图像缺陷智能识别
●光伏巡检图像智能识别
●视频人员行为识别
●模型轻量化前端识别
●变压器声纹缺陷识别
●电网数字化支撑
围绕人工智能在电力行业中的应用,《亮报》记者对中国电科院人工智能应用联合攻关团队负责人王新迎进行了专访。
《亮报》:人工智能技术在新型电力系统建设中将起到哪些作用?
王新迎:当前,新能源高比例接入电网,受气候变化、极端灾害等因素叠加影响,电网安全发展的复杂性和不确定性日渐加剧。人工智能技术与能源电力领域中的大、云、物、移、智、链等先进技术深度融合,打造气候弹性强、安全韧性强、调节柔性强、保障能力强的数智化坚强电网,能够有效提升电网运行环境动态监测、极端气象灾害应对能力,实现对电网未知风险的预想、预判和预控。
《亮报》:以ChatGPT、Sora为代表的前沿大模型技术,可以在电网哪些业务场景落地应用?
王新迎:电网安监、设备、营销、基建、物资、调度等各专业可构建场景专用小模型。基于大小模型融合应用模式,各专业可实现相关技术的落地应用,进而实现对各业务部门智能化应用的有效支撑。例如在营销专业,我们利用语义大模型构建电力智能客服专用模型,实现人机交互内容自动理解,大幅提升线上客服报装咨询业务分流率。
《亮报》:如何在电力系统中更好地推广和应用人工智能技术?
王新迎:要在电力系统中更好地推广和应用人工智能技术,需要从以下几个方面着手:第一,加强政策支持,营造良好的跨专业协同创新氛围,推动产学研合作,促进人工智能与电力业务的深度融合和产业化应用;第二,加大复合型人才培养力度,组建汇聚电力业务专家与数智化技术专家的人才队伍;第三,支持周期长、风险大、难度高、前景好的电力人工智能科学问题研究,保障创新资源投入的长效性和科学性。
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