基于人工智能的供电+能效服务模式创新发展研究_王乐乐.pdf

2 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月电力能源行业是中国经济发展的重要基础产业和先行产业，也是加快实现中国“双碳”目标的重点领域。中国电力行业在改革开放后的4 0多年间取得了巨大发展。2 0 1 8年，中国发电量和发电装机容量均居全球首位，到2 0 2 1年发电装机容量超过2.3 5 1 09k W，发电技术向大容量、高参数、环保型方向发展，特高压输电、高温冷堆技术等领域处于世界先进水平。然而，中国电力能源发电结构和布局不均衡、可再生新能源利用能力不足、发电资源布局不合理、输配电网资源优化配置欠缺等问题依旧较为突出1。人工智能技术作为建设新型电力系统的关键支撑技术，对加快传统能源电力行业的产业升级、业态创新、服务变革具有重要作用，是推动中国电力行业跨越式发展、助力电网高质量发展的重要途径2-3。中国已从国家战略层面开始了新一代人工智能技术在电力行业中的部署。因此，本文基于人工智能技术的特点及该技术在供电和电力能效服务中的应用，提出从打造数字化平台、加强基础性建设、建立标准化体系三个层面建设“供电+能效服务”模式的创新发展思考，这对实现人工智能技术在电力能源行业的广泛应用具有一定的借鉴意义。1人工智能技术概述人工智能（A rtfic ia lIn te llig e n c e，A I）是一种综合性技术科学，涉及数学、哲学、认知科学、神经生理学、心理学等各类学科，研究领域主要涉及图像识别、语言识别、人脸识别、机器人、自然语言处理等方面。人工智能算法是综合硬件、算法、大数据等技术的综合算法。其中，硬件主要包括芯片、传感器、执行元件等。人工智能算法主要有人工神经网络、贝叶斯、决策树、深度学习等算法。人工智能技术产生于2 0世纪5 0年代，并随着计算机技术的发展初具模型，但受限于当时较为落后的计算机芯片技术，部分人工智能算法未能实现。到2 0世纪8 0年代，随着计算机技术的快速发展和C P U 技术在纳米级别的不断突破，人工智能技术进入全新发展阶段4。2 0 0 6年之后，随着深度学习的发展和计算机技术计算能力的快速提升，人工智能在某些领域已经逐渐成熟并在一定程度上得到应用。人工智能主要有提高工作效率、提升预测能力、加强质量控制等作用，目前已经成为推动全球新一轮科技和产业变革的强大驱动力，上升为世界各国提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略，在电力能源、智能电网等收稿日期：2022-11-10第一作者简介：王乐乐，1991年生，男，陕西延安人，工程师，主要从事电力营销、能效管理等方面的工作。基于人工智能的供电+能效服务模式创新发展研究王乐乐，毛吉红，路洁，王国彬（国网宁夏营销服务中心（国网宁夏计量中心），宁夏 银川7 5 0 0 0 4）摘要：电力行业是中国经济发展的重要基础产业，也是加快实现中国“双碳”目标的重点领域。人工智能技术作为建设新型电力系统的关键技术，对加快传统能源电力行业的产业升级、业态创新、服务变革具有重要作用。基于人工智能技术的特点及该技术在供电和电力能效服务中的应用，提出基于人工智能的“供电+能效服务”模式的创新发展思考。关键词：人工智能技术；“双碳”目标；供电+能效服务；创新发展中图分类号：F 4 2 6.6 1文献标志码：A文章编号：2 0 9 5-0 8 0 2-(2 0 2 3)0 3-0 0 4 1-0 4Innovation-driven Development of Power Supply+Energy Efficiency Service Mode Based onArtificial IntelligenceWANG Lele,MAO Jihong,LU Jie,WANG Guobin(State Grid Ningxia Marketing Service Center(State Grid Ningxia Measurement Center),Yinchuan 750004,Ningxia,China)Abstract:The electric power industry is an important basic industry for Chinas economic development,and also a key area toaccelerate the realization of Chinas carbon peaking and carbon neutrality goals.As the key technology for building a new powersystem,artificial intelligence technology plays an important role in accelerating the industrial upgrading,business innovation andservice reform of the traditional energy power industry.Based on the characteristics of artificial intelligence technology and itsapplication in power supply and power efficiency service,this paper proposed the innovative development thinking of powersupply+energy efficiency service mode based on artificial intelligence.Key words:artificial intelligence technology;carbon peaking and carbon neutrality goals;power supply+energy efficiencyservice;innovation-driven development（总第2 1 0期）能源产业4 1 DOI:10.16643/ki.14-1360/td.2023.03.0232 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月领域应用广泛。2人工智能技术在供电中的应用2.1在安全生产领域中的应用人工智能技术在安全生产领域中的应用，主要体现在电力系统中的输电、变电、配电和安全管理等过程的全面感知和智能巡检中，目的是实现电力系统全过程安全生产5。a)输电层面。应用无人驾驶技术和图像识别技术，实现电机车自动驾驶、数据采集、智能分析等全过程智能化作业；应用前端识别、倾斜摄影等技术，通过无人机智能巡视技术、在线智能监测技术对输电线路中交叉跨越、外力破坏、山火等通道重点隐患进行现场风险管控。b)变电层面。通过在全站搭载不同类型的载体智能终端，利用无人化的智能机器，综合大数据技术、人工智能技术实现对终端的集中管控、对异常结果进行自动判别推送；利用图像识别、自动定位等人工智能技术进行远距离一体化调控操作，实现倒闸操作程序化、现场无人化，最大程度上降低操作失误的风险6。c)配电层面。搭载智能运维设备设施对配电网环境、电气量、设备状态等数据进行实时采集，利用人工智能算法对配网数据进行分析、异常预警等7。d)安全管理层面。应用物联网、人工智能、大数据等技术，开发智慧化安全监管建设平台，将技防与管理深度融合，实现现场风险智慧化管控和辅助决策、作业现场可视可感、风险可知可控，提升风险预控能力。2.2在供电营业服务中的应用人工智能技术在供电企业智能管理中的应用，主要体现在市场营销和企业管理两大领域。a)市场营销领域。利用电子证照共享服务技术，实现电子签章全网高低压自动报装；以人工智能技术提升远程服务、坐席服务能效，提升分流高峰期人工话务效率，实现用户的多元化、智能化需求。b)企业管理领域。在财务管理层面，利用流程自动化技术，通过对电费、账务、银行等数据的自动采集，实现自动分析、生成结果等一体化操作；在运营监管层面，通过流程自动化和运营平台的深度有机融合，实现企业核心运营业务指标的自动采集、预警判断、跟踪溯源、闭环管控；在合同管理方面，采用电网管理平台合同进行智能审查，实现合同签订、支付、保障的全流程智能管理；在会议管理方面，通过采用身份感知、语音感知、表情感知等人工智能技术，实现语音、语义、图像识别以及视频会议系统高效协同，从而提升会议系统智能化管理的水平和会议效率8。2.3在智慧能源管理中的应用智慧能源管理是指从能源系统智能优化控制、能源计量及管理、能源设备管理三方面提升能源利用效率，实现节能减排。人工智能技术作为一种高效算法，也逐渐应用于智慧能源管理中。a)能源系统智能优化控制。利用机器学习、知识图谱、专家系统等人工智能算法，从管理、技术、运维三个维度进行能源管理。例如：结合了人工智能技术的能效优化控制系统，解决了传统楼宇自控系统中数据孤岛高耦合难优化的难题，在挖掘能源系统节能潜力的前提下，使用户节能增效大大提高；对于空压机系统、暖通空调系统、锅炉热水系统的用电优化和管理，通过人工智能技术自动对空调或者制冷系统中的冷冻冷却水量、水温、风量、风速等要素进行精细化配置。b)搭建智慧能源管理平台。平台主要由能源精细化管理系统、A I能效优化控制系统、设备智能管理系统组成。其中，能源精细化管理系统通过管理方式的创新帮助用户发现能源问题，并提供节能优化的有效基础数据；A I能效优化控制系统通过技术方式帮助用户进行系统节能控制，达到节能降耗的目的；设备智能管理系统以预测性运维方式重点解决用户设备运行维护、故障停机等难题。智慧能源管理平台架构如图1所示。图 1 智慧能源管理平台架构示意图智慧能源管理平台架构智慧应用园区大数据中心物联网平台智慧运营：员工管理、资产管理、安全管理智慧能源：能源管理、双碳管理智慧交通：智慧停车、智慧访客智慧办公：智慧会议、智慧信息业务服务：服务管理、权限管理、设备管理智慧应用：应用管理、数据接口、应用开放数据可视化：在线数据计算、离线数据分析数据挖掘：业务数据分析物联接入：以太网、WLAN、ZigBee数据计算与存储：设备管理、标签配置、协议转换物联应用：数据上报、事件上报4 2 2 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月3人工智能技术在电力能效服务中的应用电力能效服务是指利用人工智能等技术，通过建立保障机制、提高规划管理、优化运行效果、完善监督管理等方式，实现电力系统在发电、输电、变电、配电、用电过程中的经济效益、社会效益、环境效益最大化的统筹方式。3.1基于物联网技术的电力能效管理电力物联网技术的基础是互联网技术。电力物联网技术利用传感器和通信传输技术将采集到的电力企业、设备、用户之间的信息按照特定协议进行传输和连接，完成电力系统在“发、输、变、配、用”环节的信息交互，实现电力系统的智能监测和管理，从而提高电力管理效能。电力物联网的主要结构可分为感知层、通信层和应用层三层。其中，底端是感知层，主要作用是采集电压、电流等电力能效数据、环境相关数据等；中间层是通信层，是感知层与应用层之间的中间渠道，通过4 G，G P R S（G e n e ra lP a c k e tR a d ioS e rv ic e，通用分组无线业务）等通信载体实现数据实时、远距离、高质量传输；核心层是应用层，是企业电力能效集中管理的重要方式，由用户层、公共服务层、数据库层等构成9-1 0。具体结构如图2所示。3.2基于大数据技术的能效账单能效账单以“供电+能效服务”为核心，在1 2种能效模型和9 0余条行业能效标准的基础上，运用大数据分析技术为企业量身定做“用电体检报告单”，为企业用电精准“画像”。能效账单包含电量电费、峰谷分析、力调分析、容量分析、变损分析、负载分析、政策红利七项内容，它将供电服务与客户用能场景充分结合，通过柱状图等方式可视化呈现客户用电量等关键数据，帮助用户直观了解自身用能情况。通过能效账单，用户可以查看自己的用电负载分析、力调分析、峰谷分析等，随时掌握企业的能效情况并及时调