人工智能及其在電網數字化轉型中的應用研究

孫紅燕，王少華

（1.南方電網數字電網研究院有限公司，廣州 510665；2.中國南方電網超高壓輸電公司，廣州 510665）

1 人工智能的概念及發展現狀

“人工智能”是1956 年美國麥卡錫（J·McCarthy）提出的。人工智能是一個自我學習和演化的應用過程，是在計算機、控制論、信息論、數學、心理學等多種學科相互綜合、相互滲透的基礎上發展起來的一門新興邊緣學科［1］。隨著21 世紀新技術浪潮的涌起，新一代人工智能在全球范圍內蓬勃發展，它作為一種新興的顛覆性技術，在改變人們生活和工作的同時也在促進時代的進步，越來越多的國家爭相制定相關政策，力圖掌握更大的競爭主動權。

2015 年7 月，國務院在《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》中明確將人工智能列為十一項重點行動之一，自此“人工智能”一詞在我國重大政策中出現的頻次日漸增加。2016 年3 月，“人工智能”概念寫入“十三五”規劃綱要，此后國務院發布《“十三五”國家科技創新規劃》，“人工智能”首度被列入政府工作報告。2016 年6 月，歐盟委員會發布人工智能立法動議。2016 年5 月，美國成立人工智能委員會；2016 年10 月，發布《國家人工智能研究和發展戰略計劃》。2017 年，我國發布《新一代人工智能發展規劃》，將人工智能上升到了國家戰略高度。2017 年5 月，新加坡推出名為“AI.SG”的國家人工智能計劃。2017 年10 月，英國發布《在英國發展人工智能》。2018 年,法國政府發布《有意義的人工智能：走向法國和歐洲的戰略》報告。2018 年5 月，韓國發布《人工智能研究與發展（R&D）戰略》。2018 年10 月，重要領導人就人工智能發展現狀和趨勢舉行第九次集體學習時強調，人工智能是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量，加快發展新一代人工智能是事關我國能否抓住新一輪科技革命和產業變革機遇的戰略問題。2020 年，《中國新一代人工智能科技產業發展報告·2020》發布，報告指出，中國人工智能科技產業發展已經步入融合產業部門主導的新階段。國內人工智能產業政策進入密集加速期，在數據、平臺、應用等領域興建了大量人工智能企業，部分成果已市場化。例如，人工智能在金融、安防、客服等行業領域已經得到應用；語義識別、語音識別、人臉識別、圖像識別等人工智能技術的精度和效率已經遠超人工。

對于電網建設來說，國內技術也越來越成熟。2017 年8月，南方電網公司發布《南方電網“十三五”智能電網發展規劃研究報告》，分析了能源轉型發展新趨勢，系統、完整地構建了公司智能電網架構體系，勾勒智能電網發展新藍圖，明確電網未來發展新方向。2017 年10 月，國家電網發布《國家電網公司人工智能專項規劃》，圍繞人工智能發展在電網領域的推廣應用編制專項規劃。2018 年，南方電網發布《人工智能與業務發展深度融合專項規劃》，明確公司各業務領域的人工智能應用場景。2019年1月，國家電網提出“三型兩網、世界一流”的戰略目標和“一個引領、三個變革”的戰略路徑，為開創新時代公司發展新局面構畫了新藍圖，做好了頂層設計［2］。2019 年5 月，南方電網公司發布《公司數字化轉型和數字南網建設行動方案（2019年版）》;2020年5 月，發布《南方電網公司數字化轉型和數字電網建設行動方案（2020 年版）》，具體落實公司人工智能優先發展戰略。

2 人工智能在電網數字化轉型中應用的必然性

在宏觀經濟發展進入新常態的形勢下，建設“數字中國”、發展“數字經濟”成為國家戰略。2018 年，習近平總書記在全國網絡安全和信息化工作會議上強調：“要推動數字產業化，利用互聯網新技術新應用對傳統產業進行全方位、全角度、全鏈條的改造，提高全要素生產率，釋放數字對經濟發展的放大、疊加、倍增作用?！边@為傳統企業數字化轉型指明了方向并提供了根本遵循。身處能源行業核心樞紐地位的電網企業實施數字化轉型已是大勢所趨，建設“數字電網”、推動數字化轉型，是落實國家大數據戰略的具體行動和實踐成果。

數字化轉型推動企業增長、模式革新，就是利用大數據分析、人工智能等先進技術手段，根據不同的業務需求，實現從企業經營理念、戰略規劃，到業務模式、流程運轉、企業文化和商業模式的全方位轉型升級，實現企業生產、經營、服務業態的變革。在當前能源電力行業處于轉變發展方式、轉換增長動力的關鍵時期，電力企業也面臨日益嚴峻的市場競爭和企業內部降本增效的壓力。電力企業迫切需要以創新為核心特征的人工智能等科技添薪續力。

在2019 國家智能產業峰會上，國電南瑞領導提出：電力是工業的先行，人工智能是未來智能電網的核心部分，將其應用到電力系統中，不僅是電力系統發展的必然選擇，而且是能源電力轉型的重要戰略支撐［3］。南方電網公司領導在《把握第四次工業革命歷史機遇以數字化推進電網企業戰略轉型》中指出，加強人工智能技術應用，突出“頭雁”效應；加快建設統一的人工智能平臺，充分發揮人工智能技術在改變作業模式、促進管理流程優化、提升企業科學決策水平等方面的作用，促進企業組織結構優化，提升公司生產、管理和運營效率，以數字化推進電網企業戰略轉型。

3 人工智能在電網數字化轉型中的應用

目前，人工智能在電網領域的應用已初步涵蓋了電力負荷預測、電網隱患故障預測、大電網調度模擬、智能巡檢等多個領域［4-5］，大大提高了數據存儲與分析處理能力。

人工智能技術將為電網發、輸、變、配到用全環節提供基礎資源、算法等有效支撐，在生產、營銷、基建、物資、企業管理等業務領域已經開展試點應用，最大限度地支撐電網數字化轉型。

3.1 生產領域

人工智能可以在巡檢、作業等方面開展無人機巡檢、缺陷與隱患識別、設備故障知識圖譜、人員行為識別、變電站機器人、調度域語音識別、車輛車型識別、現場作業光學字符識別（Optical Character Recognition，OCR）、供求預測、智能調度、基于混合現實（Mixed reality，MR）技術開展現場設備運維、電網改建等方面的應用。將人工智能技術融入生產線作業過程，支撐生產運行向規范化、數字化、智能化轉變，確保管理統一、運轉高效，提高企業生產領域精益化管理水平。

3.2 營銷領域

在客戶服務等方面，應用人工智能可以開展智能營業廳、智能質檢、智能客服、營銷域OCR、計量表計識別等應用，在業擴管理、計費管理、賬務管理、客服管理、計量管理、市場化結算交易管理、綜合業務管理和支撐服務等方面實現高速實時的處理，通過人機互動、智能應答，實現全渠道客服自助應答系統，提升客戶服務響應速度及客戶服務質量，規范服務行為，解決用電客戶服務需求多、渠道分散、時間分布面廣的難題。

3.3 基建、物資領域

人工智能可以在工業設備模型、智慧工地、危險區域識別、電網改建、智慧供應鏈等方面進行應用。在主、配網工程的智能應用基礎上，相關人員結合人工智能技術，提升工程管控智能化水平，提高基建管理分析和協調管控能力，解決施工現場點多面廣、作業強度大、項目管控難度大、施工過程管理精益化程度不高、安全風險防控手段有限等問題，引領基建工程管理模式智慧化轉變；結合人工智能技術，打造過程可視可控、信息透明共享、業務高度協同的智慧供應鏈，實現供應鏈業務的智能分析應用，實現資源優化配置，縮短資源交付周期，支撐智慧供應鏈的日常管控和科學決策。

3.4 企業管理領域

人工智能可以在財務、信息、等方面開展賬務流程自動化機器人、智能客服、e-Link 個人助手、智能評標、財務領域OCR、智能會議等應用。人工智能為企業提供更為全面智能的服務，實現對企業綜合績效指標、運營狀況、核心流程等執行狀況更加全面的實時監控，大大提高信息處理的效率，在節約人力資源、建少財務成本、建少人為失誤、助力各層級決策、提高企業效率方面具有重要意義。

3.5 技術研究領域

結合人工智能，電網企業可在計算機視覺和機器學習、智能語音語義、生物特征識別、機器人（無人機巡線系統、變電站智能巡檢機器人、軌道式智能巡檢機器人等）等方面開展相關技術研究，搭建人工智能平臺，充分發揮人工智能對核心業務的牽引作用，將人工智能涉及的相關關鍵技術在統一的標準下封裝成獨立的服務，形成強大的支撐，推進人工智能技術與電力業務的深度融合，助力電力企業實現數字化、智慧化轉型。

4 人工智能在電網數字化轉型中的發展前景

電網企業應抓住歷史機遇，充分吸納領先的實踐經驗，緊密跟蹤技術發展趨勢，明確未來人工智能技術應用的方向，可以與騰訊、百度、阿里、數夢工場等在人工智能組件及應用云化等方面開展合作，打造技術先進、具有電力行業特征的人工智能平臺，支撐基于微服務架構的電網各類應用場景快速開發和迭代，促進數字技術與電網業務深度融合，使生產、運行、管理、服務各個環節更加精準和智能。運用可視化的技術，推動人工智能應用在電網發、輸、變、配、用全環節的部署，快速推動技術應用落地，以點帶面，促進新技術廣泛、深入應用，引領人工智能服務電網規劃、建設、生產、運營全過程，推動電網改革發展和數字化轉型。