認(rèn)識(shí)泛在電力物聯(lián)網(wǎng) | 人工智能:數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng) 賦能電網(wǎng)
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的存儲(chǔ)和運(yùn)算設(shè)備將基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)/人工智能平臺(tái),采用先進(jìn)芯片技術(shù)、協(xié)同計(jì)算技術(shù)等,極大提升計(jì)算力,形成以人工智能為核心的“超級(jí)計(jì)算機(jī)”。
人類+機(jī)器
人工智能通過(guò)模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能,通過(guò)機(jī)器感知、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器思維和智能行為等技術(shù),代替人類做出分析、判斷、優(yōu)化和決策,通過(guò)智能計(jì)算,應(yīng)對(duì)隨機(jī)和不確定。
當(dāng)今,能源電力領(lǐng)域正在發(fā)生變化,傳統(tǒng)的能源產(chǎn)、供、銷單向傳輸鏈條向多元素互聯(lián)平臺(tái)轉(zhuǎn)變,能源互聯(lián)網(wǎng)逐步形成。電網(wǎng)逐步演變?yōu)樵春蓛?chǔ)人等多重因素隨機(jī)、時(shí)空不確定的新型網(wǎng)絡(luò),傳統(tǒng)方法已無(wú)法解決問題,必須采用人工智能的方法。
隨著新能源、電動(dòng)汽車、需求響應(yīng)等技術(shù)的廣泛應(yīng)用和電力市場(chǎng)化發(fā)展,新一代電力系統(tǒng)表現(xiàn)出開放性、不確定和復(fù)雜化,電力系統(tǒng)的監(jiān)控、量測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù),與外部相關(guān)數(shù)據(jù)融合,為電力人工智能發(fā)展奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的人工智能技術(shù)是支撐新一代電力系統(tǒng)的重要手段。
電力人工智能核心技術(shù)
中國(guó)電力科學(xué)研究院副院長(zhǎng)王繼業(yè)提出,電力人工智能是人工智能的相關(guān)理論、技術(shù)和方法與電力系統(tǒng)的物理規(guī)律、技術(shù)、知識(shí)融合形成的專用人工智能。電力人工智能核心技術(shù)方向包括智能傳感、人工智能平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語(yǔ)言處理、智能機(jī)器人等7部分。
人工智能平臺(tái):構(gòu)建面向電力領(lǐng)域的人工智能平臺(tái),整合多種主流AI計(jì)算框架,提供豐富的機(jī)器學(xué)習(xí)算法和模型庫(kù)。
機(jī)器學(xué)習(xí):重點(diǎn)跟蹤研究深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)理論和算法模型;根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的適用性與局限性,結(jié)合電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)和專業(yè)特點(diǎn),形成針對(duì)特定電力業(yè)務(wù)場(chǎng)景的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用模型。
計(jì)算機(jī)視覺:電力領(lǐng)域的應(yīng)用集中在電力巡檢和監(jiān)控影像的目標(biāo)識(shí)別與缺陷檢測(cè)。重點(diǎn)開展電力影像資源庫(kù)、電力視覺芯片、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互、三維重構(gòu)等工作,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電力設(shè)備識(shí)別和缺陷檢測(cè)。
智能機(jī)器人:重點(diǎn)突破AI算法封裝、自主識(shí)別、自主行為、自主學(xué)習(xí)、人機(jī)協(xié)作等核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)電力機(jī)器人的自主和智能化。包括巡線無(wú)人機(jī)、變電站巡檢機(jī)器人、智能客服機(jī)器人、調(diào)度機(jī)器人等。
實(shí)施路徑
●構(gòu)建電力人工智能主體大腦部分。
建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等工具性技術(shù)平臺(tái)。
●建立基本的人工智能中間件。
建立領(lǐng)域知識(shí)圖譜,如調(diào)度、運(yùn)檢、營(yíng)銷等領(lǐng)域知識(shí)圖譜。支持關(guān)鍵邏輯與模型的構(gòu)建。
●構(gòu)建全景全域的全面數(shù)據(jù)感知。
人工智能是基于數(shù)據(jù)的,需要真實(shí)的、能夠反映應(yīng)用對(duì)象的在線感知數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)狀態(tài)感知、量值傳遞、環(huán)境信息感知,需進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型,大量部署傳感器和芯片,構(gòu)建全景全域的感知系統(tǒng)。
機(jī)器人有多智能?
“吱……吱……吱……”
國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司檢修公司銀川東換流站一個(gè)繼電保護(hù)小室里,一陣輕微的馬達(dá)聲響過(guò)后,一個(gè)倒掛在房頂軌道上的人工智能機(jī)器人,從銀白色伸縮桿里探出“腦袋”。
兩只棒球大小的眼睛,時(shí)而輕盈地上下探尋,時(shí)而左右轉(zhuǎn)動(dòng)。待鎖定目標(biāo)數(shù)據(jù)后,便目不轉(zhuǎn)睛、認(rèn)真讀取設(shè)備上的每組數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)著形態(tài)各異的管道、閥門、儀表的狀態(tài)。更為奇妙的是,這兩只眼睛一只看可見光,另一只可實(shí)施紅外線探測(cè),實(shí)時(shí)將千變?nèi)f化的數(shù)據(jù)傳輸給后臺(tái)總控室,供值班人員研判。
這個(gè)繼電保護(hù)小室里有100臺(tái)(套)設(shè)備、近5000個(gè)巡視點(diǎn),這個(gè)“小家伙”一個(gè)人全包了,軌道轉(zhuǎn)彎半徑為國(guó)內(nèi)同行業(yè)中最小,很是聰明能干!“小家伙”是銀東換流站機(jī)器人攻關(guān)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的多款人工智能機(jī)器人中的一種,大名叫“S型”軌道機(jī)器人。不到7年,這個(gè)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了“S型”“H型”“工型”等3種軌道機(jī)器人,先后獲得各類專利41項(xiàng)。
3種人工智能機(jī)器人的數(shù)據(jù)傳輸集成到了同一個(gè)平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)了所有數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸、共享和分析,為及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理設(shè)備安全隱患提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。過(guò)去,人工完成設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集至少4個(gè)小時(shí),現(xiàn)在這些智能機(jī)器人2個(gè)多小時(shí)便輕松完成工作。
在全國(guó)大型變電站中,銀東換流站成為應(yīng)用人工智能機(jī)器人種類、數(shù)量最全的換流站,已在全國(guó)7個(gè)省(區(qū))的百座換流變電站推廣上千套。
本版內(nèi)容來(lái)源于中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)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(duì)本文有貢獻(xiàn)。