电力公司借助AI增强电网弹性 以保证供需平衡

美国电网一度被认为是世界上最稳定、最安全的电力系统。然而，随着新兴挑战对电网运营商的冲击，美国电网也迎来了自己的系统转型。除了电力需求的预期激增，对新型电动汽车和物联网支持的数字系统的迫切需求也成为电网转型的主要驱动力。再加上可再生资源的天然不稳定性，美国必须尽快建立新一代电网系统，并通过新的可充电设施提供强大的储电能力。

面对这些现实问题，人工智能以其强大的数据处理和复杂问题解决能力，成为指导电网改造的中坚力量。业内专家现在一致认为，AI将成为未来构建智能电网的必要基础。

GE部门GE Digital首席技术官Colin Parris表示，“我们主要关注两个核心。首先是减少人类活动的碳排放。此外，我们还需要考虑如何让燃烧发电厂退役，转向天然气发电设施。”

此外，运营商还需要采取措施增强电网的灵活性，防止灾难性天气事件导致的大停电。在过去的一年里，由于各种原因，美国有两个州用痛苦的实践经验证明了现有电网的脆弱缺陷。

在得克萨斯州，2月份突如其来的冬季暴风雪造成大规模停电，数百名当地居民死亡。去年8月，加州创纪录的热浪还导致电网运营商被迫连续停电，对该州80万户家庭和企业造成了严重影响。

稳定电网工作状态

帕里斯提到，“我们必须稳定电网的工作状态。”过去，大部分电力是由稳定的能源(如煤或天然气)产生的，但今天的电网越来越依赖间歇性能源(如风能和太阳能)。一旦风力减弱或天空变暗，这些设施就无法继续供电。因此，电网运营商必须采用更先进的AI技术，确保电网供需平衡。

帕里斯还说，“公共设施提供的电流一定不能波动太大，否则人们根本无法正常使用。因此，整个系统将完全由软件运行：电网软件、输电软件、配电软件、市场管理软件等等。”

随着技术的发展和商业化的推进，运营商也开始部署AI软件，以适应将电池等蓄电设备引入电网的趋势。Stem是一家来自硅谷的蓄电池公司。他们利用AI技术来确定最经济合理的充电时间，并在必要时将储能分配给电网。

Stem公司首席技术官Larsh Johnson认为，“其实电池本身起不到任何作用，我们必须配合智能解决方案，找到最合理的电池使用方式。”

人工智能软件可以帮助运营商预测客户在一天中不同时间需要消耗电力的负载模式以及相应的电力成本。约翰逊说，“不同的客户在用电量方面有着显著的动态特征，每小时都会发生变化，有些甚至每隔几分钟就会表现出很大的差异。”

实现电力供需均衡

人工智能技术在管理电网和确保在特定位置和特定时间内提供可用电能方面发挥着越来越重要的作用。随着人们对电力需求的增加和通过互联网发送/接收数据的物联网设备的快速普及，供电真正成为现实世界正常运行的前提和基础。

此外，预计未来几年，电动汽车的使用量也将大幅增加，这将对电力总需求和使用量的分布产生重大影响。例如，住在郊区的通勤者晚上下班回家给电动车充电时，当地的电力需求可能会突然激增。

AI技术公司Beyond Limits的发电业务负责人Steve Kwan认为，“只有清楚地了解消费者的行为模式，才能确保能源供应能够有效满足需求。这将是一个极其困难的过程

他解释说，“人工智能将在这个领域发挥不可替代的作用。我们需要考虑其中的诸多变量，并随时从AI算法中获得实时建议，甚至在15分钟内快速响应消费者不断变化的消费需求。相比之下，所有基于物理机制的传统模型都是低效和缓慢的。”

AI有助于控制碳排放

人工智能技术还将通过多种方式帮助电网运营商减少整体碳足迹。一种方法是根据AI和信息处理技术实现认知计算和神经网络，即构建基于人脑神经元网络的计算机系统。

由于风能和太阳能发电往往比天然气发电厂发电更便宜，对全球环境的破坏也更小，电网运营商将倾向于更多地依赖这些可再生能源形式。但由于这类资源的间歇性，需要更可靠的发电方式(通常为联合循环燃气电厂)作为备用。

随着可再生能源水平的往复波动，联合循环电厂的运营商必须不断增加或减少发电量。但考虑到电厂在设计水平上有预设的容量水平，这种波动会降低其运行效率，浪费部分燃料，但会导致电厂整体碳排放增加。

关锦华指出：「过去，发电厂营办商往往在非常狭窄的运作范围内指挥设施的运作。然而，通过引入AI和神经网络技术，我们可以使工厂以一种远远超越过去的方式高效运行。

C3.ai公司创始人、董事长兼CEO Tom Siebel表示，由这家AI软件厂商开发的另一种AI应用程序则能够“将电网发能燃料消费量减少8%”，借此帮助降低电力部门的碳排放总量。

Siebel表示，未来每一家成功的能源企业都必然要在运营体系中采用AI技术。

他最后总结道，“能够有效采用AI技术的公司将提供更清洁、更可靠、更安全的能源，同时极大降低产能流失对于环境的不良影响。而一切对AI技术抱有抵触情绪的厂商，最终必将被竞争对手所击溃。”