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國家電網公司南瑞集團南瑞研究院技術研究中心副總工程師陸繼翔

2018年10月，習近平總書記在中共中央政治局關于“人工智能發展現狀和趨勢”的學習時強調，人工智能作為引領新一輪科技革命和產業變革的戰略性技術，具有溢出帶動性很強的“頭雁”效應。在移動互聯網、大數據、超級計算、傳感網、腦科學等新理論新技術的驅動下，人工智能加速發展，呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等特征，并在感知智能、計算智能和認知智能方面表現出強處理能力，其與電力系統結合將有助于改變電力生產和利用方式。

“電力是工業的先行，人工智能是未來智能電網的核心部分，將其應用到電力系統中，不僅是電力系統發展的必然選擇，也是能源電力轉型的重要戰略支撐。當前人工智能在電力系統起到智能增強的效力，輔助人類工作，而不能替代人類。”2019年1月10-11日，在青島召開的“2019國家智能產業峰會”期間，國家電網公司南瑞集團南瑞研究院技術研究中心（以下簡稱國電南瑞）副總工程師陸繼翔如是談道，“早在2017年10月，國家電網公司編制完成《國家電網公司人工智能專項規劃》，重點要求加強人工智能技術在電網領域的應用與推廣，國電南瑞積極響應號召，緊緊圍繞人工智能技術開展了大量的科研及應用探索工作。”

擁抱人工智能技術

現代電力系統包括發電、輸電、變電、配電、用電、調度六大環節。近年來，隨著發電領域新清潔能源（風電、太陽能等）大量接入電網，輸變電領域交直流特高壓輸變電技術使用越來越廣泛，配用電領域場景變化頻繁（電動汽車大量使用、需求側響應等），以及大量分布式電源與儲能接入電網，微電網的融合，使得當前電網越來越復雜，因而對電網的監測、控制、調度的要求越來越高。

其次，隨著各項技術的發展，電網通過廣泛使用智能傳感和測控技術、高速信息通信網絡、先進計算（大數據等）和柔性控制等技術，促進了電網的信息空間和物理空間深度融合，實現了電網各個環節的信息化、自動化、互動化。但是，當前的電網并沒有完全實現智能化。譬如在電網運維中的設備故障預警，故障定位等沒有實現智能化；無人機巡視、視頻監控等方面仍依賴人工判斷；在電網調度中由于新能源發電接入、空間負荷增加、售電主體多元化等影響，負荷預測及新能源功率預測的難度隨之增加。隨著人工智能技術的飛速發展，人工智能在電力系統的應用有利于高效調配資源，大幅度降低運營成本，縱深拓展服務水平，助力電力系統實現智能化，提高運行效率。陸繼翔篤定地說：“加強人工智能在電力系統的應用勢在必行，電力系統相關領域正在積極擁抱人工智能技術，推動電力行業的智能化升級，呈現出新生態發展模式。”

探索豐富的應用場景

“行業內的一些電網公司正在開展人工智能技術在電力系統的應用研究，但目前仍處于剛剛起步的階段，顯然人工智能是一個風口，亟待電力系統的深度挖掘與探索。值得注意的是，由于電力行業非常注重系統的安全、可靠和及時響應等特性，所以目前人工智能尚主要用于態勢感知和輔助決策等領域。”陸繼翔介紹道，當前，電網公司結合自身實際業務需求及優勢，正全力推進應用研究，這些研究主要體現在以下方面：在電網運行與控制領域，開展了人工神經網絡技術在負荷預測、調控操作決策輔助分析技術、電網系統運行優化與穩定控制等方面的研究；在輸變電領域，開展了架空輸電線路巡檢機器人、電纜隧道巡檢機器人、變電站巡檢機器人的研制，利用人工智能技術進行巡檢海量視頻圖像處理與分析，刀閘和開關狀態檢測、儀表自動讀數等設備狀態智能檢測工作；在配用電領域，開展了配電房巡檢機器人和人工智能在用能（特別是電動汽車）和用電行為方面的研究；在電力現貨市場方面，開展了人工智能在電力及綜合能源市場中的應用研究；在網絡安全方面，開展了人工智能技術在網絡安全與防護中的應用研究；在新能源領域，開展了新能源功率預測、新能源優化調度等方面的研究。此外，隨著人工智能在可靠性、準確率等方面的不斷提高，它將為更多電力業務提供輔助決策的功能。

強調電力與人工智能協同發展

針對人工智能技術在電網系統未來發展前景，陸繼翔認為，應當客觀分析和評估電力行業傳統技術方法與新興人工智能技術各自存在的優勢和不足，將人工智能技術與電力業務需求相結合。充分發揮電網大數據的優勢，運用人工智能技術解決傳統電網分析手段所不能解決或者只能部分解決的問題，全面提升電網運行控制的自動化和智能化水平，滿足未來大規模清潔能源并網消納、電力市場支撐和特高壓交直流互聯電網的安全穩定與經濟運行。另一方面，由于電網系統是一個瞬時平衡的強聯系物理系統、電網運行狀態持續變化且非常復雜，因此為人工智能的容錯、訓練都帶來挑戰，陸繼翔直言，“為了避免人工智能的局限性引發決策風險進而導致電網系統失控，需要人與人工智能協同工作，即將人類智慧與人工智能互補融合，形成比兩者都更高、更強的智能水平。”

打造電力行業的“最強大腦”

2018年9月，工信部公示《2018年人工智能與實體經濟深度融合創新項目》，國電南瑞的新一代人工智能技術在電網中的應用研究與示范工程赫然在列。近年來，國電南瑞運用人工智能在電力領域的探索可謂遍地開花，電力巡檢機器人、負荷預測、智能調度等研究成果逐步落地。“這些電力巡檢機器人通過深度卷積神經網絡圖像處理技術，實現對巡檢目標的自動定位、表計自動識別、開關狀態識別、設備紅外缺陷診斷功能、跟蹤并完成準確的拍攝任務，能夠在各種惡劣的自然環境下完成人工很難完成的作業，大幅度提高作業效率。甚至通過深度學習技術，能夠針對臺風等自然災害進行電網災害風險動態評估。在電力負荷預測方面，國電南瑞利用循環神經網絡技術進行負荷預測，采用多時間尺度數據重構方法，將多源數據組合成全新的時間序列向量，使用人工智能神經網絡進行提取特征和負荷預測。在對蘇州地區進行的連續半年電力負荷預測實驗中，我們構建的深度學習網絡預測精度達到98%以上。”陸繼翔娓娓道來。

人工智能在電力行業的滲透和融合已成為當下發展的重要方向，未來，人工智能不僅僅是“最強大腦”，還將成為電力行業的“千里眼”、“順風耳”、“會說話的嘴巴”，推動產業變革，創造電力行業新生態。

摘自《自動化博覽》2019年1月刊