AI如何賦能新型電力系統(tǒng)？專家：多視角融合研究系統(tǒng)演化

2024-12-16 07:50| 發(fā)布者: admin| 查看: 103| 評論: 0

摘要: 來源：中國新聞網(wǎng) 中新網(wǎng)上海12月15日電 (記者陳靜)如何依靠人工智能解決當(dāng)前電力系統(tǒng)面對的挑戰(zhàn)？中國電力科學(xué)研究院總工程師、可再生能源并網(wǎng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王偉勝15日對記者指出：“我們面臨的挑戰(zhàn)：一是對 ...

來源：中國新聞網(wǎng)

中新網(wǎng)上海12月15日電 (記者陳靜)如何依靠人工智能解決當(dāng)前電力系統(tǒng)面對的挑戰(zhàn)？

中國電力科學(xué)研究院總工程師、可再生能源并網(wǎng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王偉勝15日對記者指出：“我們面臨的挑戰(zhàn)：一是對于可靠供電的挑戰(zhàn)，二是對于穩(wěn)定運(yùn)行的挑戰(zhàn)。此外，電網(wǎng)運(yùn)行在源荷精準(zhǔn)預(yù)測、系統(tǒng)仿真計算、運(yùn)行方式分析、優(yōu)化決策調(diào)度等方面面臨‘算不了、算不準(zhǔn)、算不快’等諸多問題和挑戰(zhàn)?！?br>
中國工程院院士薛禹勝認(rèn)為，中國電力系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)該把研究的范圍擴(kuò)大，智能電網(wǎng)的未來是一種能源的“信息-物理-社會系統(tǒng)”；要將經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)、能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)、雙碳變革的目標(biāo)和社會參與的目標(biāo)綜合起來考慮，要關(guān)注信息流、行為流、碳元素流、能源流和資金流，從能源學(xué)、環(huán)境學(xué)和社會學(xué)等多視角融合的觀點(diǎn)，研究系統(tǒng)的演化。薛禹勝說，能源系統(tǒng)不是孤立的存在，不僅要考慮到環(huán)境和經(jīng)濟(jì)，還要考慮到政策對各方面的影響，因此需要將不同領(lǐng)域復(fù)雜問題中的共性部分抽象為統(tǒng)一的方法論。

2024年上海電力大學(xué)“AI賦能新型電力系統(tǒng)”學(xué)術(shù)研討會暨第四屆國際青年學(xué)者論壇舉行。(上海電力大學(xué)供圖)

在2024年上海電力大學(xué)“AI賦能新型電力系統(tǒng)”學(xué)術(shù)研討會暨第四屆國際青年學(xué)者論壇上，王偉勝認(rèn)為，未來需要圍繞共性技術(shù)需求，構(gòu)建大模型與數(shù)據(jù)-知識-機(jī)理融合的專業(yè)模型；通過大模型-專業(yè)模型協(xié)同模式，支撐電網(wǎng)核心業(yè)務(wù)的發(fā)展。

據(jù)悉，在該論壇上，來自海內(nèi)外的知名學(xué)者圍繞“新型電力系統(tǒng)+AI”等學(xué)術(shù)問題展開富有建設(shè)性的探討。他們探討了人工智能技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)展方面運(yùn)用的各種可能性，為中國智能電網(wǎng)的發(fā)展提供寶貴的思路和啟迪。

隨著新能源等電力電子裝備的大規(guī)模接入，新型電力系統(tǒng)表現(xiàn)出與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)迥異的故障響應(yīng)行為。上海電力大學(xué)馬靜教授在題為“新型電力系統(tǒng)保護(hù)與控制”的學(xué)術(shù)報告中，提出了目前電網(wǎng)發(fā)展中的難題，即：新能源故障外特征不明，故障辨識識不準(zhǔn)、故障切除切不快，故障傳變控不住。

王偉勝指出，在新型電網(wǎng)系統(tǒng)中，生產(chǎn)側(cè)是降低煤炭與石油占比，提高可再生能源比例(主要轉(zhuǎn)化為電能利用)；消費(fèi)側(cè)是提高電能在終端能源中的比重，在交通、建筑、工業(yè)等領(lǐng)域加快電能替代。但是最大的困難在于風(fēng)、光等新能源能量密度低、空間分布差異大，發(fā)電出力不確定性大，難以準(zhǔn)確預(yù)測與調(diào)度。新能源發(fā)電設(shè)備抗擾性低，各種類型和型號的新能源設(shè)備差異比較大。據(jù)了解，目前，王偉勝領(lǐng)銜的可再生能源并網(wǎng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)對于問題解決做了大量探索，實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的人機(jī)混合增強(qiáng)的電網(wǎng)調(diào)控輔助決策應(yīng)用系統(tǒng)，已經(jīng)在浙江、天津、上海、重慶等地開展應(yīng)用，將原有的10分鐘級的試送電判斷提升至秒級，故障處置預(yù)案生成時間由20分鐘縮短到1分鐘以內(nèi)；實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的電力運(yùn)檢領(lǐng)域的知識發(fā)現(xiàn)與推理決策驗(yàn)證系統(tǒng)，有效解決了電力運(yùn)檢知識檢索效率低，人工經(jīng)驗(yàn)決策精準(zhǔn)度差等問題，決策生成精度達(dá)到82%。

中國工程院院士薛禹勝被稱為“守衛(wèi)電網(wǎng)安全第一人”，他是時變非線性運(yùn)動系統(tǒng)穩(wěn)定性量化理論的創(chuàng)立者、電網(wǎng)安全穩(wěn)定量化分析控制體系的奠基人和中國電網(wǎng)停電防御框架的總設(shè)計師。在薛禹勝看來，AI擅長處理不確定的問題，它是用統(tǒng)計學(xué)和風(fēng)險學(xué)的理論進(jìn)行研究；本質(zhì)上定性分類，不是量化計算，其會按照風(fēng)險的大小把潛在的場景進(jìn)行排序，但是只能根據(jù)給出語料中對應(yīng)于條件概率最大的一個統(tǒng)計結(jié)果，無法識別出風(fēng)險不應(yīng)被忽視的其他潛在場景。而因果關(guān)系是很嚴(yán)格的，無法顧及那么多的不確定性，由此需要將大模型與因果推理進(jìn)行整合，而這是一種范式的轉(zhuǎn)變。

據(jù)悉，新能源匯集電網(wǎng)中諧波含量豐富，未能切除早期故障，造成變壓器爆炸時有發(fā)生。為此，上海電力大學(xué)提出了基于故障參數(shù)變化特征的故障辨識方法，攻克了設(shè)備早期輕微故障無法靈敏識別的難題。

馬靜教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)突破了新能源電力系統(tǒng)故障難以快速切除的瓶頸，提出了融合多端暫態(tài)信息的故障切除原理，聯(lián)合四方繼保研制的保護(hù)裝置，可以使得新能源送出線故障在53毫秒后保護(hù)切除，定位誤差僅為0.98%。該團(tuán)隊(duì)同時提出了機(jī)-場-網(wǎng)能量協(xié)同的故障傳變控制方法和故障傳變過程動態(tài)能量模型；成果轉(zhuǎn)化后，部署在國網(wǎng)首批動態(tài)監(jiān)控示范工程，在保定風(fēng)場因故障脫網(wǎng)后，系統(tǒng)在480毫秒內(nèi)精準(zhǔn)識別薄弱環(huán)節(jié)，并將故障電流畸變率降至3%以下。

馬靜同時提出了該領(lǐng)域科研發(fā)展路徑：“未來將掌握冷、熱、電、氣、氫等異質(zhì)能源的動態(tài)特性，跨越秒級、分鐘級、小時級等多時間尺度，面向電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、功率平衡需求的多時空全鏈條平衡調(diào)控；同時將建立融合大數(shù)據(jù)云計算的負(fù)荷時空能量需求響應(yīng)策略，提出基于動態(tài)能量匹配的‘源-網(wǎng)-荷’協(xié)同的低碳優(yōu)化調(diào)控技術(shù)，開發(fā)綠色低碳能源智聯(lián)系統(tǒng)，建設(shè)綠色低碳能源實(shí)驗(yàn)室?！?br>
在采訪中，上海電力大學(xué)校長顧春華介紹了學(xué)校在人工智能與“源網(wǎng)荷儲”深度融合的研究和實(shí)踐。顧春華表示，未來，學(xué)校將在電力AI、電力大數(shù)據(jù)、電力大模型、電力芯片等領(lǐng)域持續(xù)深耕，為新型電力系統(tǒng)的發(fā)展提供“AI+電”的方案。據(jù)悉，上海電力大學(xué)整合人工智能新興學(xué)科與能源電力傳統(tǒng)學(xué)科，形成新型電力系統(tǒng)人工智能新交叉學(xué)科，并依托上海人工智能科技創(chuàng)新優(yōu)勢，在“源網(wǎng)荷儲”端將人工智能深度融合到新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，致力于AI研究，賦能新型電力系統(tǒng)建設(shè)，助力低碳的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，推動能源清潔化和高效化。(完)