人工智能開啟電力3.0時代 互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛進(jìn)軍電力行業(yè)

如果把建在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的電力系統(tǒng)稱為2.0時代，那么在人工智能（AI）進(jìn)入后，它的3.0時代已經(jīng)開啟。

百度公司很想第一個吃到螃蟹。2017年年底，百度公司宣布，與南方電網(wǎng)廣東公司（下稱“廣東電網(wǎng)”）簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，攜手推動電力產(chǎn)業(yè)的智能化升級?！癆I的時代已經(jīng)到來。”作為百度與廣東電網(wǎng)簽署上述合作協(xié)議的官方代表，百度人工智能商用產(chǎn)品與解決方案業(yè)務(wù)組總經(jīng)理李碩在接受第一財經(jīng)1℃記者采訪時說。

根據(jù)協(xié)議，雙方將探討引入百度人臉識別、圖像識別、自然語言理解、大數(shù)據(jù)等AI能力，在電力系統(tǒng)的客戶服務(wù)、信息化建設(shè)、能源服務(wù)、生產(chǎn)運行、電力調(diào)度、科技研究等領(lǐng)域開展深入合作。

李碩還向1℃記者透露，百度未來將聚焦于整個電力行業(yè)，以人工智能核心技術(shù)能力為基礎(chǔ)，全面覆蓋發(fā)電、輸電、配電、售電、用電等環(huán)節(jié)。

人工智能是未來智能電網(wǎng)的核心部分。目前，國家發(fā)改委及國家能源局、工信部都將人工智能納入發(fā)展規(guī)劃與戰(zhàn)略，強調(diào)人工智能與各行業(yè)的融合與應(yīng)用，其中在《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確指出推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智能電網(wǎng)建設(shè)。

“這是一個發(fā)展趨勢?！眹夷茉椿ヂ?lián)網(wǎng)行動計劃專家組成員曾鳴對1℃記者說，“我非?？春眠@種前景?！?/p>

就像李碩所說，AI在電力等能源行業(yè)的未來想象和發(fā)展空間還很遼闊，國際數(shù)據(jù)公司（IDC）預(yù)計，AI撬動的智慧能源市場，到2020年市值將達(dá)到5160億美元（約3.3萬億元人民幣）。

安徽省一變電站內(nèi)，智能電網(wǎng)巡檢機器人正在對站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行夜間巡視。東方IC圖

節(jié)省電力

AI與電力系統(tǒng)的融合，首要表現(xiàn)是節(jié)約電力資源。

在與廣東電網(wǎng)簽署本次戰(zhàn)略合作協(xié)議之前，百度自己先做了實驗。2017年6月，百度科技園一個名叫智能樓宇的項目正式上線運行，并在一個月內(nèi)為百度省下了25萬度用電量。

百度稱，通過對AI的利用，該項目一年有望為百度節(jié)省100萬度以上的用電量。

百度科技園是首批采用百度云天工智能樓宇解決方案的建筑園區(qū)，目前它的整個樓宇空調(diào)系統(tǒng)，已經(jīng)從信息化、自動化、智能化角度全面提升了運行效率。通過百度云天工設(shè)備畫像技術(shù)，集成設(shè)備功能，根據(jù)峰谷電價（用電高低期間電價）、區(qū)域人員分布、天氣溫度及其他環(huán)境數(shù)據(jù)實現(xiàn)對建筑設(shè)備的整體模式控制，從而可以提前進(jìn)行模式切換以降低建筑能耗。

“中國建筑每年能耗大約25000億度電。”李碩說，“如果百度智能樓宇項目推廣到全國的建筑，一年可以節(jié)省20%的能耗，相當(dāng)于5000億度電?！?/p>

5000億度電，相當(dāng)于中國用電大戶廣東全省2017年一年的用電量。而按照當(dāng)前全國主要城市居民用電平均價格為0.5元/度計算，這相當(dāng)于節(jié)省了2500億元。

與百度相比，谷歌在利用AI減少用電方面走得更早、更深入。

谷歌從3年前就開始把機器學(xué)習(xí)（人工智能的核心，使計算機具有智能的根本途徑）引入數(shù)據(jù)中心，希望借此探索出節(jié)省公司巨大能源開支的方法。2016年，谷歌把旗下的AI實驗室DeepMind更為細(xì)分的人工智能工具用于服務(wù)器散熱。

DeepMind通過人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)算法，提升了數(shù)據(jù)中心的負(fù)載，優(yōu)化了冷卻系統(tǒng)，以及更有效地管理設(shè)備，最后幫助谷歌將總用電量削減了15%。值得一提的是，DeepMind因開發(fā)出人工智能圍棋程序阿爾法狗（AlphaGo）而家喻戶曉，后者成功擊敗了多名世界圍棋名將而成名。

2016年，“阿爾法狗”因打敗世界圍棋冠軍李世石而出盡風(fēng)頭。

雖然谷歌沒有透露具體節(jié)省的金額規(guī)模，但是根據(jù)美國能源信息管理局的數(shù)據(jù)，一般企業(yè)的平均電價每兆瓦在25~40美元間。因此，即使節(jié)省15%的能耗，長期來看，也將是一筆上億美元規(guī)模的成本減支。谷歌方面的數(shù)據(jù)顯示，2014年用電總量達(dá)4402836兆瓦時，相當(dāng)于美國366903戶家庭全年的用電量。

通過人工智能技術(shù)，能夠操控計算機服務(wù)器和相關(guān)的散熱系統(tǒng)。這個技術(shù)和DeepMind教計算機玩Atari電子游戲的原理是一樣的。DeepMind稱，能夠使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式識別系統(tǒng)來預(yù)測用電量的變化，從而達(dá)到節(jié)省能耗的目的。

DeepMind還打算利用人工智能幫助英國國家電網(wǎng)公司平衡電力供應(yīng)的問題?！澳壳?，我們正在與英國國家電網(wǎng)公司以及其他大型電力供應(yīng)商進(jìn)行初步探討，以便幫助解決這些機構(gòu)面臨的種種問題?！盌eepMindCEO哈薩比斯公開表示，“無需投入新的基礎(chǔ)設(shè)施，只通過優(yōu)化的手段，就可幫助英國節(jié)省10%的電力使用量?！?/p>

英國國家電網(wǎng)公司擁有并運營著英國國內(nèi)的電力基礎(chǔ)設(shè)施，肩負(fù)著平衡供應(yīng)和需求的使命。不過，隨著近年來光電和光伏等可再生能源在英國電源結(jié)構(gòu)中的占比不斷增加，平衡電力系統(tǒng)的供需成了個大難題?？稍偕茉吹淖畲筇魬?zhàn)在于其生產(chǎn)具有間歇性，其產(chǎn)量取決于天氣條件，如風(fēng)吹或陽光照射。

而按照DeepMind的說法，憑借機器學(xué)習(xí)技術(shù)的強大預(yù)測功能，人工智能能夠準(zhǔn)確預(yù)測電力的供需峰值，最大限度降低棄風(fēng)棄光率，降低電力系統(tǒng)對環(huán)境的影響，順帶幫助用戶節(jié)省巨額的電費支出。

行業(yè)普遍認(rèn)為，未來，能源供給側(cè)將不再局限于電力，而是多種能源形態(tài)共存；能源需求側(cè)將由家庭、企業(yè)、智能樓宇、電動汽車及各類儲能裝置等構(gòu)成。能源供給側(cè)和需求側(cè)之間將形成智能綜合能源平臺，各類電力設(shè)備和用電終端在平臺上互聯(lián)互通，能源流、數(shù)據(jù)流和資金流將實現(xiàn)無縫銜接。

李碩認(rèn)為，“現(xiàn)階段人工智能的核心支撐是數(shù)據(jù)，建立能源領(lǐng)域數(shù)據(jù)共享機制和政策尤為重要，在安全的前提下與人工智能企業(yè)合作，應(yīng)用好此類無形資產(chǎn)將大有作為?！?/p>

“不久的將來，到處都會安裝傳感器，它們會按照想要的頻率記錄數(shù)據(jù)，不停地建立新的數(shù)據(jù)集?！眹H能源巨頭英國石油公司（BP）在回復(fù)第一財經(jīng)記者的采訪郵件時表示，諸多能源業(yè)領(lǐng)域遇到的計算機科學(xué)問題都可以用AI技術(shù)解決。

除了百度、谷歌之外，亞馬遜、臉書、領(lǐng)英等國際互聯(lián)網(wǎng)平臺巨頭，也正在不斷地擴大生態(tài)系統(tǒng)，紛紛進(jìn)軍電力行業(yè)。它們正通過數(shù)字化平臺與電力等能源企業(yè)進(jìn)行聯(lián)手。

到2020年，電力大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)市場將達(dá)到38億美元的規(guī)模。

通過AI升級智能電網(wǎng)

1℃記者獲悉，百度之所以選擇跨界與廣東電網(wǎng)合作，其中一個主要原因是“廣東電網(wǎng)積極擁抱AI變革”。

“我們特別重視AI的研發(fā)和應(yīng)用，今年年初，廣東電網(wǎng)電科院在南方電網(wǎng)率先完成了變電站巡檢機器人的100%自主研發(fā)，其中的關(guān)鍵技術(shù)在日后迭代升級中能夠始終保持領(lǐng)先。”廣東電網(wǎng)相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受第一財經(jīng)1℃記者采訪時說，“在AI方面，我們與百度也有了技術(shù)層面的對話空間?！?/p>

廣東電網(wǎng)認(rèn)為，目前，新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革行業(yè)格局快速演變，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的顛覆性創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，因此“我們必須積極主動迎接挑戰(zhàn)”。

作為中國兩大電網(wǎng)公司之一的南方電網(wǎng)公司最大的子公司，廣東電網(wǎng)資產(chǎn)總額超2000億元，除了廣東省，它還向香港、澳門等區(qū)域輸送電力，供電客戶數(shù)超3000萬戶。與此同時，廣東電網(wǎng)運營著全國最復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)，是典型的知識密集和技術(shù)密集型企業(yè)。

隨著中國新一輪電力體制改革的不斷深入，電網(wǎng)企業(yè)也正在“向綜合能源服務(wù)公司轉(zhuǎn)型”。綜合能源服務(wù)，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)產(chǎn)生的電力商業(yè)模式。

對于廣東電網(wǎng)等電力企業(yè)來說，轉(zhuǎn)型成為綜合能源服務(wù)公司，可以將能源產(chǎn)業(yè)所有參與者關(guān)聯(lián)起來，以服務(wù)為導(dǎo)向，實現(xiàn)更加全面的“互聯(lián)網(wǎng)+客戶服務(wù)”，包括用能咨詢服務(wù)、用電行為數(shù)據(jù)服務(wù)、能效分析預(yù)測、節(jié)能服務(wù)以及智能家居等用能服務(wù)；信息推送精準(zhǔn)服務(wù)、停電精準(zhǔn)管理、電動汽車智能服務(wù)等。

“廣東電網(wǎng)與百度戰(zhàn)略合作，期望以‘互聯(lián)網(wǎng)＋人工智能’為牽引，對電力服務(wù)進(jìn)行全面智能升級?！鄙鲜鱿嚓P(guān)負(fù)責(zé)人說，“不同于傳統(tǒng)制造業(yè)自動流水線式的硬件裝備升級，我們更期望于百度AI自主機器學(xué)習(xí)的能力，我們相信AI與電力企業(yè)的結(jié)合能夠給我們公司帶來新的活力和轉(zhuǎn)型升級發(fā)展?！?/p>

百度打算為廣東電網(wǎng)提供全方位的人工智能技術(shù)支持。即通過模擬、延伸、擴展人類智能，基于機器視覺、語音、自然語言處理等技術(shù)，輔助人類在電網(wǎng)各環(huán)節(jié)（輸電、配電等）做出分析、判斷、優(yōu)化、決策等，相比人類能夠做到實時且不斷自我進(jìn)化，持續(xù)幫助企業(yè)推進(jìn)智能電網(wǎng)、智慧能源。

其中，在電網(wǎng)的輸電環(huán)節(jié)，記者從廣東電網(wǎng)獲悉，2017年，廣東電網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)了500千伏變電站的巡檢機器人全覆蓋，并計劃今年實現(xiàn)220千伏關(guān)鍵變電站巡檢機器人的覆蓋。在今年年內(nèi)，廣東電網(wǎng)希望利用圖像識別技術(shù)，加快變電站和線路走廊的數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，實現(xiàn)圖像巡檢與電網(wǎng)監(jiān)測的立體聯(lián)動，開展變電站立體巡檢；同時，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，開展電網(wǎng)災(zāi)害風(fēng)險動態(tài)評估。

傳統(tǒng)線路巡視跋山涉水效率低，高空作業(yè)風(fēng)險大，通過無人機、直升機等代替人工，可實現(xiàn)規(guī)?；⒅悄芑鳂I(yè)，提質(zhì)增效，安全性更高。比如，通過一張由無人機上高清變焦相機拍回的照片，在幾十米高的輸電鐵塔頂端，一個小拇指粗的螺栓帽發(fā)生松脫現(xiàn)象，通過特寫鏡頭得到清晰精準(zhǔn)的呈現(xiàn)，而照片背后涉及高精度定位、AI識別等技術(shù)應(yīng)用。

來自廣東電網(wǎng)的資料顯示，作為國內(nèi)最先開展機器人巡檢作業(yè)的電力企業(yè)之一，廣東電網(wǎng)在變電站的機巡年作業(yè)量超18萬公里，相當(dāng)于繞地球4圈半，其中無人機巡視占85%，作業(yè)量全球第一，綜合效率提升了2.6倍。

但AI真正要走出實驗室還需要很長時間?！艾F(xiàn)階段AI技術(shù)雖如火如荼地發(fā)展，但離趕超人腦還有漫長的距離。電網(wǎng)的運行復(fù)雜多變，人工智能技術(shù)會取代一部分簡單重復(fù)性工作崗位，但也無法完全替代我們的業(yè)務(wù)專家?！睆V東電網(wǎng)這位相關(guān)負(fù)責(zé)人說，“AI在電力領(lǐng)域的運用空間，有賴于人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用實踐對技術(shù)的持續(xù)迭代優(yōu)化反哺，最終實現(xiàn)雙贏。”

而作為人工智能在電力行業(yè)中應(yīng)用的佼佼者，美國通用電氣公司（GE）最新提出，未來更多的發(fā)電企業(yè)、電力部門和電網(wǎng)運營商將改變原有的商業(yè)模式，轉(zhuǎn)向數(shù)字化戰(zhàn)略，以謀求在劇烈變化的電力市場中立于不敗之地。在智能電網(wǎng)和產(chǎn)消者趨勢的推動下，數(shù)字化將引領(lǐng)能源行業(yè)不斷深化商業(yè)模式的變革，從而使電力企業(yè)能在變革中保持不敗之地。

IDC預(yù)測，到2018年，70%的能源公司將采用數(shù)字化戰(zhàn)略。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的道路上，誰能夠最快掌握數(shù)字化戰(zhàn)略，誰就能成為行業(yè)的佼佼者，而不僅僅是生存者。

實際上，越來越多的地方電力企業(yè)加入到這場電力系統(tǒng)3.0的升級戰(zhàn)中。

日前，國網(wǎng)山西電科院“電力系統(tǒng)人工智能聯(lián)合實驗室(山西)”獲得國家電網(wǎng)公司命名?！半娏ο到y(tǒng)人工智能聯(lián)合實驗室(山西)”前身為“電網(wǎng)設(shè)備影像分析技術(shù)實驗室”，2010年成立，2016年1月獲得國網(wǎng)公司培育實驗室資格。培育期間，山西電力及相關(guān)單位結(jié)合已有科研成果，針對當(dāng)前運檢模式變革需求和智能運檢發(fā)展趨勢，積極開展“四化”，即成像技術(shù)全面化、影像處理機器化、機器巡檢自主化和運檢工作智能化。

圍繞AI智慧能源升級的時代已經(jīng)開啟。