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泛在電力物聯網的存儲和運算設備將基于大數據平臺/人工智能平臺,采用先進芯片技術、協同計算技術等,極大提升計算力,形成以人工智能為核心的“超級計算機”。
人類+機器
人工智能通過模擬、延伸、擴展人類智能,通過機器感知、機器學習、機器思維和智能行為等技術,代替人類做出分析、判斷、優化和決策,通過智能計算,應對隨機和不確定。
當今,能源電力領域正在發生變化,傳統的能源產、供、銷單向傳輸鏈條向多元素互聯平臺轉變,能源互聯網逐步形成。電網逐步演變為源荷儲人等多重因素隨機、時空不確定的新型網絡,傳統方法已無法解決問題,必須采用人工智能的方法。
隨著新能源、電動汽車、需求響應等技術的廣泛應用和電力市場化發展,新一代電力系統表現出開放性、不確定和復雜化,電力系統的監控、量測系統產生的數據,與外部相關數據融合,為電力人工智能發展奠定了數據基礎。數據驅動的人工智能技術是支撐新一代電力系統的重要手段。
電力人工智能核心技術
中國電力科學研究院副院長王繼業提出,電力人工智能是人工智能的相關理論、技術和方法與電力系統的物理規律、技術、知識融合形成的專用人工智能。電力人工智能核心技術方向包括智能傳感、人工智能平臺、大數據、機器學習、計算機視覺、自然語言處理、智能機器人等7部分。
人工智能平臺:構建面向電力領域的人工智能平臺,整合多種主流AI計算框架,提供豐富的機器學習算法和模型庫。
機器學習:重點跟蹤研究深度學習、強化學習等前沿技術理論和算法模型;根據機器學習算法的適用性與局限性,結合電力系統數據和專業特點,形成針對特定電力業務場景的機器學習應用模型。
計算機視覺:電力領域的應用集中在電力巡檢和監控影像的目標識別與缺陷檢測。重點開展電力影像資源庫、電力視覺芯片、虛擬/增強現實交互、三維重構等工作,實現實時電力設備識別和缺陷檢測。
智能機器人:重點突破AI算法封裝、自主識別、自主行為、自主學習、人機協作等核心技術,實現電力機器人的自主和智能化。包括巡線無人機、變電站巡檢機器人、智能客服機器人、調度機器人等。
實施路徑
●構建電力人工智能主體大腦部分。
建立神經網絡、機器學習、圖像識別、自然語言處理等工具性技術平臺。
●建立基本的人工智能中間件。
建立領域知識圖譜,如調度、運檢、營銷等領域知識圖譜。支持關鍵邏輯與模型的構建。
●構建全景全域的全面數據感知。
人工智能是基于數據的,需要真實的、能夠反映應用對象的在線感知數據。為實現狀態感知、量值傳遞、環境信息感知,需進行數字化轉型,大量部署傳感器和芯片,構建全景全域的感知系統。
機器人有多智能?
“吱……吱……吱……”
國網寧夏電力有限公司檢修公司銀川東換流站一個繼電保護小室里,一陣輕微的馬達聲響過后,一個倒掛在房頂軌道上的人工智能機器人,從銀白色伸縮桿里探出“腦袋”。
兩只棒球大小的眼睛,時而輕盈地上下探尋,時而左右轉動。待鎖定目標數據后,便目不轉睛、認真讀取設備上的每組數據,監測著形態各異的管道、閥門、儀表的狀態。更為奇妙的是,這兩只眼睛一只看可見光,另一只可實施紅外線探測,實時將千變萬化的數據傳輸給后臺總控室,供值班人員研判。
這個繼電保護小室里有100臺(套)設備、近5000個巡視點,這個“小家伙”一個人全包了,軌道轉彎半徑為國內同行業中最小,很是聰明能干!“小家伙”是銀東換流站機器人攻關團隊研發的多款人工智能機器人中的一種,大名叫“S型”軌道機器人。不到7年,這個團隊研發出了“S型”“H型”“工型”等3種軌道機器人,先后獲得各類專利41項。
3種人工智能機器人的數據傳輸集成到了同一個平臺上,實現了所有數據的實時傳輸、共享和分析,為及時發現、處理設備安全隱患提供了強大的技術支撐。過去,人工完成設備數據監測采集至少4個小時,現在這些智能機器人2個多小時便輕松完成工作。
在全國大型變電站中,銀東換流站成為應用人工智能機器人種類、數量最全的換流站,已在全國7個省(區)的百座換流變電站推廣上千套。
本版內容來源于中國電力科學研究院、國網寧夏電力有限公司檢修公司,陳予堯、張東岳、包兆鑫、李可克對本文有貢獻。
原標題:人工智能:數據驅動 賦能電網