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围绕AI智慧能源升级的时代已经开启

2018-4-10 17:30:49  来源:一财网  http://www.china1baogao.com/

   如果把建在集成、高速双向通信网络基础上的电力系统称为2.0时代,那么在人工智能(AI)进入后,它的3.0时代已经开启。

  百度公司很想第一个吃到螃蟹。2017年年底,百度公司宣布,与南方电网广东公司(下称“广东电网”)签署战略合作协议,携手推动电力产业的智能化升级。“AI的时代已经到来。”作为百度与广东电网签署上述合作协议的官方代表,百度人工智能商用产品与解决方案业务组总经理李硕在接受第一财经1℃记者采访时说。

  根据协议,双方将探讨引入百度人脸识别、图像识别、自然语言理解、大数据等AI能力,在电力系统的客户服务、信息化建设、能源服务、生产运行、电力调度、科技研究等领域开展深入合作。

  李硕还向1℃记者透露,百度未来将聚焦于整个电力行业,以人工智能核心技术能力为基础,全面覆盖发电、输电、配电、售电、用电等环节。

  人工智能是未来智能电网的核心部分。目前,国家发改委及国家能源局、工信部都将人工智能纳入发展规划与战略,强调人工智能与各行业的融合与应用,其中在《电力发展“十三五”规划》中明确指出推进“互联网+”智能电网建设。

  “这是一个发展趋势。”国家能源互联网行动计划专家组成员曾鸣对1℃记者说,“我非常看好这种前景。”

  就像李硕所说,AI在电力等能源行业的未来想象和发展空间还很辽阔,预计,AI撬动的智慧能源市场,到2020年市值将达到5160亿美元(约3.3万亿元人民币)。
    
  节省电力

  AI与电力系统的融合,首要表现是节约电力资源。

  在与广东电网签署本次战略合作协议之前,百度自己先做了实验。2017年6月,百度科技园一个名叫智能楼宇的项目正式上线运行,并在一个月内为百度省下了25万度用电量。

  百度称,通过对AI的利用,该项目一年有望为百度节省100万度以上的用电量。

  百度科技园是首批采用百度云天工智能楼宇解决方案的建筑园区,目前它的整个楼宇空调系统,已经从信息化、自动化、智能化角度全面提升了运行效率。通过百度云天工设备画像技术,集成设备功能,根据峰谷电价(用电高低期间电价)、区域人员分布、天气温度及其他环境数据实现对建筑设备的整体模式控制,从而可以提前进行模式切换以降低建筑能耗。

  “中国建筑每年能耗大约25000亿度电。”李硕说,“如果百度智能楼宇项目推广到全国的建筑,一年可以节省20%的能耗,相当于5000亿度电。”

  5000亿度电,相当于中国用电大户广东全省2017年一半的用电量。而按照当前全国主要城市居民用电平均价格为0.5元/度计算,这相当于节省了2500亿元。

  与百度相比,谷歌在利用AI减少用电方面走得更早、更深入。

  谷歌从3年前就开始把机器学习(人工智能的核心,使计算机具有智能的根本途径)引入数据中心,希望借此探索出节省公司巨大能源开支的方法。2016年,谷歌把旗下的AI实验室DeepMind更为细分的人工智能工具用于服务器散热。

  DeepMind通过人工智能技术的学习算法,提升了数据中心的负载,优化了冷却系统,以及更有效地管理设备,最后帮助谷歌将总用电量削减了15%。值得一提的是,DeepMind因开发出人工智能围棋程序阿尔法狗(AlphaGo)而家喻户晓,后者成功击败了多名世界围棋名将而成名。

  虽然谷歌没有透露具体节省的金额规模,但是根据美国能源信息管理局的数据,一般企业的平均电价每兆瓦在25~40美元间。因此,即使节省15%的能耗,长期来看,也将是一笔上亿美元规模的成本减支。谷歌方面的数据显示,2014年用电总量达4402836兆瓦时,相当于美国366903户家庭全年的用电量。

  通过人工智能技术,能够操控计算机服务器和相关的散热系统。这个技术和DeepMind教计算机玩Atari电子游戏的原理是一样的。DeepMind称,能够使用神经网络的模式识别系统来预测用电量的变化,从而达到节省能耗的目的。

  DeepMind还打算利用人工智能帮助英国国家电网公司平衡电力供应的问题。“目前,我们正在与英国国家电网公司以及其他大型电力供应商进行初步探讨,以便帮助解决这些机构面临的种种问题。”DeepMind CEO哈萨比斯公开表示,“无需投入新的基础设施,只通过优化的手段,就可帮助英国节省10%的电力使用量。”

  英国国家电网公司拥有并运营着英国国内的电力基础设施,肩负着平衡供应和需求的使命。不过,随着近年来光电和光伏等可再生能源在英国电源结构中的占比不断增加,平衡电力系统的供需成了个大难题。可再生能源的最大挑战在于其生产具有间歇性,其产量取决于天气条件,如风吹或阳光照射。

  而按照DeepMind的说法,凭借机器学习技术的强大预测功能,人工智能能够准确预测电力的供需峰值,最大限度降低弃风弃光率,降低电力系统对环境的影响,顺带帮助用户节省巨额的电费支出。

  行业普遍认为,未来,能源供给侧将不再局限于电力,而是多种能源形态共存;能源需求侧将由家庭、企业、智能楼宇、电动汽车及各类储能装置等构成。能源供给侧和需求侧之间将形成智能综合能源平台,各类电力设备和用电终端在平台上互联互通,能源流、数据流和资金流将实现无缝衔接。

  李硕认为,“现阶段人工智能的核心支撑是数据,建立能源领域数据共享机制和政策尤为重要,在安全的前提下与人工智能企业合作,应用好此类无形资产将大有作为。”

  “不久的将来,到处都会安装传感器,它们会按照想要的频率记录数据,不停地建立新的数据集。”国际能源巨头英国石油公司(BP)在回复第一财经记者的采访邮件时表示,诸多能源业领域遇到的计算机科学问题都可以用AI技术解决。

  除了百度、谷歌之外,亚马逊、脸书、领英等国际互联网平台巨头,也正在不断地扩大生态系统,纷纷进军电力行业。它们正通过数字化平台与电力等能源企业进行联手。

  到2020年,电力大数据管理系统市场将达到38亿美元的规模。
  

智慧能源


  通过AI升级智能电网

  1℃记者获悉,百度之所以选择跨界与广东电网合作,其中一个主要原因是“广东电网积极拥抱AI变革”。

  “我们特别重视AI的研发和应用,今年年初,广东电网电科院在南方电网率先完成了变电站巡检机器人的100%自主研发,其中的关键技术在日后迭代升级中能够始终保持领先。”广东电网相关负责人在接受第一财经1℃记者采访时说,“在AI方面,我们与百度也有了技术层面的对话空间。”

  广东电网认为,目前,新一轮科技革命、产业变革行业格局快速演变,基于“互联网+”的颠覆性创新不断涌现,因此“我们必须积极主动迎接挑战”。

  作为中国两大电网公司之一的南方电网公司最大的子公司,广东电网资产总额超2000亿元,除了广东省,它还向香港、澳门等区域输送电力,供电客户数超3000万户。与此同时,广东电网运营着全国最复杂的电网系统,是典型的知识密集和技术密集型企业。

  随着中国新一轮电力体制改革的不断深入,电网企业也正在“向综合能源服务公司转型”。综合能源服务,是一种基于互联网、大数据、云计算等技术产生的电力商业模式。

  对于广东电网等电力企业来说,转型成为综合能源服务公司,可以将能源产业所有参与者关联起来,以服务为导向,实现更加全面的“互联网+客户服务”,包括用能咨询服务、用电行为数据服务、能效分析预测、节能服务以及智能家居等用能服务;信息推送精准服务、停电精准管理、电动汽车智能服务等。

  “广东电网与百度战略合作,期望以‘互联网+人工智能’为牵引,对电力服务进行全面智能升级。”上述相关负责人说,“不同于传统制造业自动流水线式的硬件装备升级,我们更期望于百度AI自主机器学习的能力,我们相信AI与电力企业的结合能够给我们公司带来新的活力和转型升级发展。”

  百度打算为广东电网提供全方位的人工智能技术支持。即通过模拟、延伸、扩展人类智能,基于机器视觉、语音、自然语言处理等技术,辅助人类在电网各环节(输电、配电等)做出分析、判断、优化、决策等,相比人类能够做到实时且不断自我进化,持续帮助企业推进智能电网、智慧能源。

  其中,在电网的输电环节,记者从广东电网获悉,2017年,广东电网已经实现了500千伏变电站的巡检机器人全覆盖,并计划今年实现220千伏关键变电站巡检机器人的覆盖。在今年年内,广东电网希望利用图像识别技术,加快变电站和线路走廊的数字电网建设,实现图像巡检与电网监测的立体联动,开展变电站立体巡检;同时,利用深度学习技术,开展电网灾害风险动态评估。

  传统线路巡视跋山涉水效率低,高空作业风险大,通过无人机、直升机等代替人工,可实现规模化、智能化作业,提质增效,安全性更高。比如,通过一张由无人机上高清变焦相机拍回的照片,在几十米高的输电铁塔顶端,一个小拇指粗的螺栓帽发生松脱现象,通过特写镜头得到清晰精准的呈现,而照片背后涉及高精度定位、AI识别等技术应用。

  来自广东电网的资料显示,作为国内最先开展机器人巡检作业的电力企业之一,广东电网在变电站的机巡年作业量超18万公里,相当于绕地球4圈半,其中无人机巡视占85%,作业量全球第一,综合效率提升了2.6倍。

  但AI真正要走出实验室还需要很长时间。“现阶段AI技术虽如火如荼地发展,但离赶超人脑还有漫长的距离。电网的运行复杂多变,人工智能技术会取代一部分简单重复性工作岗位,但也无法完全替代我们的业务专家。”广东电网这位相关负责人说,“AI在电力领域的运用空间,有赖于人工智能技术的进一步发展和应用实践对技术的持续迭代优化反哺,最终实现双赢。”

  而作为人工智能在电力行业中应用的佼佼者,美国通用电气公司(GE)最新提出,未来更多的发电企业、电力部门和电网运营商将改变原有的商业模式,转向数字化战略,以谋求在剧烈变化的电力市场中立于不败之地。在智能电网和产消者趋势的推动下,数字化将引领能源行业不断深化商业模式的变革,从而使电力企业能在变革中保持不败之地。

  预测,到2018年,70%的能源公司将采用数字化战略。在数字化转型的道路上,谁能够最快掌握数字化战略,谁就能成为行业的佼佼者,而不仅仅是生存者。

  实际上,越来越多的地方电力企业加入到这场电力系统3.0的升级战中。

  日前,国网山西电科院“电力系统人工智能联合实验室(山西)”获得国家电网公司命名。“电力系统人工智能联合实验室(山西)”前身为“电网设备影像分析技术实验室”,2010年成立,2016年1月获得国网公司培育实验室资格。培育期间,山西电力及相关单位结合已有科研成果,针对当前运检模式变革需求和智能运检发展趋势,积极开展“四化”,即成像技术全面化、影像处理机器化、机器巡检自主化和运检工作智能化。

  围绕AI智慧能源升级的时代已经开启。

 

 

     能源矿产市场研究报告   责任编辑:S532

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