人工智能在供电能效服务中的应用

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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40多年间取得了巨大发展。2018年，中国发电量和发电装机容量均居全球首位，到2021年发电装机容量超过2.35×109kW，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（ArtficialItelnigence，AI）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20世纪50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20世纪80年代，随着计算机技术的快速发展和CPU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]。2006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、AI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；AI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。

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4G，GPRS（GeneralPcketRdioSrvice，aae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[9-10]。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12种能效模型和90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整生产方案、制定设备改造计划。能效账单的推广能够帮助企业了解自身能效情况，挖掘节能减排潜力，为企业提供专业可靠的能效分析，还能够渗透政策红利，促进企业安全可靠用电，有效助推企业低碳转型和社会节能减排。

3.3基于综合技术的电力交易平台

电力交易平台是电力体制改革背景下由传统的计划方式向市场交易模式逐步转变的必然产物，主流应用方向主要可分为电力商品交易、市场结算、市场服务和市场分析四方面。基于综合技术的电力交易平台一般以云计算技术为基础，具体可包含基础设施层、平台服务层、应用服务层和客户端层。基础设施层是完成交易平台日常运维的基础，能够满足海量数据的交易存储、高性能的并行计算以及高频次的系统访问与使用。平台服务层充分体现了电力交易平台的行业特色，是电力交易门户网站的基础，可细分为消息服务、权限服务、模型服务与计算服务等功能。应用服务层主要用于实现业务交易、市场结算、市场分析与市场服务等功能，能够满足多样化的电力市场服务需求，在满足基本服务的基础上，能够快速响应多元化的用户业务需求。客户端层能够满足客户通过各种终端设备随时随地访问电力交易市场并获取相应服务内容的需求，为用户提供更加多元化、便捷化的交互使用体验[11]。

4供电+能效服务模式创新路径思考

4.1打造数字化平台

顺应新一轮数字革命的浪潮，充分借助大数据、云计算、物联网、5G、人工智能、区块链等新兴数字技术，打造数字化能源平台。a)稳固数据基础。提升数据存储与分析能力，对于平台采集的规划、基建、营销、生产、调度等一系列用能数据进行整合，吸引更多各行各业的用能企业入驻数字化平台，打破行业内外数据壁垒，真正实现全社会用能数据的共建、共聚、共享，推出更多顺应节能减排趋势的能效服务产品。b)提高服务水平。加大在数据融合、系统优化、模型仿真、高效用能等行业核心技术领域的突破力度，充分运用数据可视化等手段，为用户在工业、建筑、交通等领域提供专业化的能效诊断服务，充分挖掘用能潜力，提升用户经济效益。c)强化数字赋能。推动数字化平台的精益化管理应用，在提供能效诊断、节能潜力评估、能效方案辅助决策等服务的同时，进一步推动开发数据分析多元应用场景，为生产运行、经营管理、营销服务等领域开创更多新技术、新业务、新模式、新业态[12]。

4.2加强基础性建设

基础性建设是聚焦客户能效提升、优化用能结构、全面推进“供电+能效服务”模式转型升级的根本。a)攻关前沿核心技术。强化创新驱动力，积极拓展设备运维、电网调度、客户服务等方面的智能化应用。推动构建企校协同合作机制，促进专业化团队与人才培养，为实现能效产业的稳步发展提供技术支撑。b)研发关键技术装备。顺应市场化服务需求，联合生产企业研发用能效率更高的企业生产设备，充分挖掘节能减排潜力，推动能效服务向专业化、系统化方向发展。c)发挥市场调节运作潜力。在完善基础设施建设的同时注重与市场生态主体共同发展，引导用户按需选择市场化服务，充分发挥能效市场的资源调配潜力。

4.3建立标准化体系

立足电力能效行业需求，为“供电+能效服务”建立标准化建设与指标评价体系是进一步增强业务实施能力、推动用能方式升级、拓宽应用场景的重要手段。围绕能效业务开展需求，在现有的能效标准基础上，整合制定更加完善的能效服务相关标准体系，重点涵盖设备能效技术指标、施工技术标准、数据传输与采集等领域，结合工业、交通、建筑、居民等用能客户的需求，制定节能潜力挖掘与用电效率提升的个性化解决方案，助推“供电+能效服务”不断走向标准化、模块化、数字化。

5结语

随着人工智能技术在各行各业领域的渗透，电力行业也因人工智能技术开启了新一轮的变革与创新。近年来，国家已从战略层面开启了新一代人工智能技术在电力行业中的部署，尤其是在供电和电力效能方面能够发挥出更大的价值。在此基础上，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提出建设“供电+能效服务”模式的创新发展思考，为人工智能技术在电力领域的进一步创新与应用夯实基础。

参考文献：

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［2］闫湖，黄碧斌，刘龙珠.人工智能在新一代电力系统中的应用前景分析［J］.电力信息与通信技术，2018，16(11)：7-11.

［3］张瀚舟，闫晶，王晓晖，等.新型电力系统在工业园区层面的实践和启示［J］.上海节能，2022(8)：942-945.

［4］李桂珍.计算机网络发展中的人工智能技术运用［J］.微型电脑应用，2018，34(5)：73-75.［5］杜亚连.人工智能在电力行业中的应用分析［J］.中外交流，2020(80)：13.

［6］邓欣宇，王守相，郭陆阳，等.人工智能方法在配用电领域的应用［J］.供用电，2019，36(1)：3-9.

［7］吴俊勇.大数据和人工智能在配用电领域的融合应用［J］.供用电，2020，37(4)：2.

［8］张晓华，崔鑫，赵航，等.人工智能与数字化技术在供电营业服务中的应用［J］.电子技术，2022，51(6)：272-273.

［9］孙秋野，杨凌霄，张化光.智慧能源：人工智能技术在电力系统中的应用与展望［J］.控制与决策，2018，33(5)：938-949.

［10］张翠.基于物联技术的企业电力能效管理方法研究［D］.西安：西安理工大学，2019.

［11］史连军，邵平，张显，等.新一代电力市场交易平台架构探讨［J］.电力系统自动化，2017，41(24)：67-76.

［12］李明.适应能源电力新形势的“供电+能效服务”模式创新发展研究［J］.电力需求侧管理，2022，24(1)：2-6.

作者:王乐乐 毛吉红 路洁 王国彬 单位:国网宁夏营销服务中心