Главная » Новости и комментарии » Использование искусственного интеллекта повысит эффективность и безопасность энергосистемы

Использование искусственного интеллекта повысит эффективность энергосистемы

07.09.2019
153

По Л. Тракимявичюсу

Электрические сети - это артерии, по которым пульсирует современная экономика. Они распределяют и передают электроэнергии от электростанций до потребителей. Учитывая острую зависимость от бесперебойного энергоснабжения, неудивительно, что электрические сети являются одними из наиболее стратегически важных частей инфраструктуры как для экономической, так и для национальной безопасности.
Однако во многих странах перебои с подачей электроэнергии и перебои с энергоснабжением не редкость. Перебои с поставками электроэнергии могут быть разрушены стихийными бедствиями, человеческими ошибками, перебоями в работе генераторов, перегрузками, отказами оборудования из-за старения и т.д.. Например, в прошлом месяце удар молнии в Соединенном Королевстве спровоцировал цикл каскадных сбоев, в результате которого более 1 миллиона человек оказались без электричества, что стало крупнейшим отключением электроэнергии в стране за более чем десятилетие.
Влияние сбоев в работе сети больше, чем многие думают. По данным Scientific American, только Соединенные Штаты ежегодно теряют от 70 до 120 млрд. долл. США в год, и около пятисот тысяч человек остаются без электричества на два часа и более каждый день.
В ближайшее время ставки будут еще выше. Увеличение электрификации автомобильного транспорта, отопления жилых помещений и другие новые потребности в энергии, безусловно, помогут сократить выбросы углекислого газа, но они также будут экспоненциально увеличивать экономический ущерб, который могут нанести отключения электроэнергии. Кроме того, данные свидетельствуют о том, что изменение климата увеличит электрическую нагрузку и сделает отключения более вероятными.
Даже если практически невозможно полностью предотвратить отключения, особенно те, которые вызваны экстремальными погодными явлениями, последние технологические достижения могут помочь операторам энергосистемы.
Быстрая и широко распространенная оцифровка энергетической отрасли в сочетании с ростом промышленного интернета вещей (IoT) позволила компаниям получить доступ к большему количеству данных, чем когда-либо прежде. В свою очередь, стало возможным передавать эти вновь полученные данные в искусственные нейронные сети - алгоритмы, смоделированные по принципу человеческого мозга - которые предназначены для распознавания паттернов. Используя эти нейронные сети, искусственный интеллект (ИИ) может классифицировать обычные рабочие данные по системным ошибкам.
Нефтяные и газовые компании уже использовали эти открытия для повышения эффективности разведки и добычи углеводородов. Аналогичным образом, операторы электросетей могут использовать ИИ и сделать свою инфраструктуру более устойчивой, чтобы обеспечить сбои, по крайней мере, двумя различными способами.
Во-первых, искусственные нейронные сети могут выявлять слабые места энергосистемы, а затем делать прогнозы на основе данных о том, когда и при каких условиях сетевые инфраструктуры могут работать со сбоями. Получив информацию об уязвимостях энергосистемы, операторы сетей могут предпринять шаги, чтобы предупредить отказ оборудования и, таким образом, снизить вероятность сбоев.
Во-вторых, искусственные нейронные сети могут помочь операторам с проблемами балансировки сетки. Анализируя данные, алгоритмы могут точно предсказать структуру спроса и предложения энергии, что может помочь предотвратить перебои с питанием или, по крайней мере, уменьшить масштабы их воздействия. Потребность в использовании таких алгоритмов станет еще большей в ближайшие годы, поскольку операторы сетей сталкиваются со все более сложной задачей, связанной с растущим числом домашних производителей электроэнергии и непостоянными источниками электроэнергии, такими как ветер и солнечная энергия. С точки зрения безопасности, оцифровка электрических сетей является своего рода обоюдоострым мечом. Хотя сложные промышленные системы управления и IoT сделали ИИ полезным инструментом, они также сделали электрические сети более уязвимыми для хакеров. Некоторые промышленные системы управления, которые взаимодействуют с IoT, были созданы без учетом кибербезопасности. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что аппаратному обеспечению часто не хватает адекватных протоколов безопасности, оно работает на устаревшем программном обеспечении или страдает от плохих настроек сетевой безопасности. Но если с кибербезопасностью обращаться должным образом, преимущества оцифровки значительно перевешивают затраты.
На фоне шумихи вокруг ИИ зачастую сложно отделить факты от научной фантастики, но нельзя отрицать, что операции с энергосистемой могут использовать потенциал искусственных нейронных сетей. Учитывая, что современная экономика все больше полагается на электроэнергию, финансовые потери, вызванные отключениями электроэнергии, могут быть катастрофическими, и изменение климата сделает их все более распространенными. Было бы разумно, чтобы операторы сетей действовали, пока не стало слишком поздно.

 
Смотреть все события