随着人工智能技术的快速发展,各行各业都在利用AI进行创新和创业。然而,电力行业为什么无法开发出一个有名气的AI“大模型”呢?
电力行业AI发展方向主要分为:
一、决策控制类AI
利用人工智能进行分析和判断,以实现电力行业的业务决策和风险评估等目标,是电力行业的一个重要发展方向。然而,除了数据之外,实际情况中还有许多其他因素需要考虑。由于人工智能的数据信息差异较大,目前实现真正的 AI 无人自动化仍然存在困难。电力行业关系到千万家企业和数亿人的生产生活,因此任何失误都是不允许的。
简单的AI自纠错和反馈式训练是不够的,因为一次错误就可能导致难以挽回的损失,这是AI无法承担的责任。此外,许多决策调度需要考虑政策、管理层级、供需关系等多方面因素,这些信息都超出了AI系统的信息范围,因此无法通过信息逻辑进行训练和判断。另外,由于AI基于计算机网络、神经网络等软硬件框架,其中许多环节都需要联网,因此信息泄露和网络安全问题可能会导致AI失控风险,这是难以预测的。
因此,在电力行业中,现阶段将决策控制完全交给AI仍然存在困难。
二、辅助决策类AI
尽管目前实现决策控制类AI场景仍然具有挑战性,但是辅助决策类AI在大数据深度学习分析方面具有广泛应用前景。通过对大数据进行深入分析,AI可以为决策者提供事件决策参考,这将成为电力领域近期主要的AI应用,也是电力监测和纳管场景的主要发展方向。
AI 在电力场景领域进行辅助决策具有以下优势:
1、数据分析能力:AI 可以快速处理和分析大量的运行数据,包括负荷预测、能源管理和故障诊断等。通过数据分析,AI 可以提供有关电力系统状态和趋势的实时信息,帮助决策者做出更准确的决策。
2、预测和优化能力:AI 可以利用机器学习和深度学习算法进行预测和优化。例如,它可以预测电力需求、优化能源分配和提高电网效率。这些预测和优化能力有助于决策者制定更好的能源管理策略和规划。
3、实时响应能力:AI 可以实时监测电力系统的状态,并在发生异常或故障时及时发出警报。决策者可以迅速采取措施,避免或减少停电和其他电力系统故障的影响。
4、自动化和智能化:AI 可以实现电力系统的自动化和智能化运行。例如,它可以根据电力供应以适应需求向决策者提供变化依据,辅助决策者优化能源消耗,并提高电网的稳定性和可靠性。
AI 在电力场景领域进行辅助决策具有以下劣势:
1、数据质量和可靠性:AI 的决策基于输入的数据,如果数据质量不高或存在误差,可能会导致决策的不准确。因此,确保数据的准确性和可靠性对于 AI 辅助决策至关重要,尤其是基于运行态势传感器和物联网关采集的数据。
2、复杂性和可解释性:一些 AI 算法和模型可能非常复杂,难以理解和解释其决策过程。这可能导致决策者对 AI 决策的信任度降低,尤其在关键决策中。
3、安全和隐私问题:电力系统涉及重要的基础设施和敏感信息,因此安全和隐私问题是一个重要考虑因素。确保 AI 系统的安全性和保护用户数据的隐私是至关重要的。
4、数据压力问题:在电力场景中,数据维度众多,数据关系复杂,瞬时数据量也很大。如果将所有数据都涌入单一的AI逻辑中,会面临数据压力过载的风险。因此,为了解决这个问题,我们需要考虑如何利用NPU(神经网络处理器)、GPU(视觉处理器)等技术实现边缘计算,这将成为AI发展的重点。
三、时序预测类AI
在电力行业的未来边缘计算中,趋势预测类人工智能将成为主要的竞争领域。时序预测,也称为“时间序列预测”,通过时间和数值维度预测下一阶段的趋势。从最经典应用最广的“ARIMA差分自回归移动平均法”到现在基于NPU神经网络计算的“卷积神经网络CNN”、“循环神经网络(RNN)”等,这些方法都极大地提高了时序预测的多样性和精准度。
主要优势:
1、准确性和预测能力:趋势预测类 AI 可以利用大量的数据和先进的算法进行预测,提供更准确的电力需求和负荷预测。这有助于电力公司进行资源规划和调度,确保电力供应的平衡和稳定。
2、实时性和快速响应:AI 技术可以实时分析数据并快速做出预测,能够及时响应电力系统中的变化和异常情况。这对于实时调度和应急管理非常重要,可以帮助电力公司迅速做出决策并采取相应的措施。
3、优化能源管理和效率:通过预测能源需求的趋势,电力公司可以优化能源的生产和分配,提高能源利用效率。AI 可以帮助发现节能潜力和优化能源消耗模式,从而减少浪费和成本。
应用场景:
1、电力需求预测:利用 AI 技术预测未来的电力需求,帮助电力公司进行发电计划和能源调度。这可以确保电力供应的平衡和满足用户的需求。
2、能源效率管理:通过分析能源消耗数据,AI 可以提供节能建议和优化能源使用的策略。这有助于减少能源浪费和降低成本。
3、故障预测和维护:趋势预测类 AI 可以预测电力设备的故障和维护需求。这有助于提前进行维护和修复工作,避免设备故障导致的停电和损失。
未来趋势:
1、多模态数据融合:未来的趋势是将不同类型的电力数据(如负荷数据、气象数据、社交媒体数据等)进行融合,以提供更全面和准确的预测。
2、深度学习和强化学习的应用:深度学习和强化学习技术将在趋势预测类 AI 中得到更广泛的应用。它们可以处理大规模数据和复杂的电力系统问题。
3、边缘计算和物联网的结合:随着边缘计算和物联网技术的发展,趋势预测类 AI 可以在边缘设备上进行实时数据处理和预测,提高系统的响应速度和效率。
四、深度学习类AI
深度学习人工智能技术能够有效地支持趋势预测算法,特别是在降低不同场景和类型需求的建模复杂度方面。神经网络模型通过深度学习可以自动从数据中学习和提取特征,从而帮助预测和辅助决策场景中的动态变化自适应性,这比使用固定的逻辑模型更加准确。
主要优势:
1、强大的学习能力:深度学习 AI 可以从大量的数据中自动学习复杂的特征和模式,无需人工手动提取特征,从而提高预测的准确性。
2、高效的处理能力:深度学习 AI 可以利用 GPU 、NPU等硬件加速技术,实现对大规模数据的高效处理,从而快速做出预测和决策。
3、良好的泛化能力:深度学习 AI 具有良好的泛化能力,可以适应不同的电力系统和数据集,从而提高模型的通用性和可扩展性。
主要劣势:
1、数据依赖性:深度学习 AI 需要大量的高质量数据进行训练,如果数据量不足或质量不高,可能会导致模型的性能下降。
2、可解释性差:深度学习 AI 是一种黑盒模型,其辅助决策过程和结果推导逻辑难以解释,尤其是申请专利和向使用者解释辅助决策逻辑时,确实面临不小的挑战。
3、计算资源需求高:深度学习 AI 需要大量的计算资源进行训练和推理,需要边缘计算支持NPU、GPU等强大算力,硬件成本会提高。
五、视觉识别类AI
目前,视觉识别类应用已经广泛应用于各种场景,例如监控的AI识别,可以识别非法入侵、未带安全帽、擅自离岗、设备巡检人脸识别等。此外,还有许多针对视觉故障的识别,例如声像仪、红外感知等。未来,更多的视觉识别类场景将融合深度学习和数据可视化相结合,例如通过深度学习将超声波局放与地电波局放正常运行态势进行相位强度视频可视化,再通过视觉人工智能去训练识别。一旦发生异常或局放现象,通过深度学习和视觉识别自动进行故障推导。此外,通过实验室对标准局放进行可视化训练,实现全自动实时视觉神经现象图谱配型。
这些都将是电力行业AI领域的发展方向。
人工智能、深度学习和时序预测等技术在电力设备检测中具有广泛的应用前景。宇嘉微公司也在不断将研发重点集中在通过深度学习和时序预测、视觉识别等 AI 技术,实现电力行业向人工智能化转型,并深度挖掘 AI 在电力相关领域的场景应用。随着技术的不断发展,这些技术将为电力行业带来更多的创新和机遇。