人工智能及其在电网数字化转型中的应用研究

孙红燕，王少华

（1.南方电网数字电网研究院有限公司，广州 510665；2.中国南方电网超高压输电公司，广州 510665）

1 人工智能的概念及发展现状

“人工智能”是1956 年美国麦卡锡（J·McCarthy）提出的。人工智能是一个自我学习和演化的应用过程，是在计算机、控制论、信息论、数学、心理学等多种学科相互综合、相互渗透的基础上发展起来的一门新兴边缘学科［1］。随着21 世纪新技术浪潮的涌起，新一代人工智能在全球范围内蓬勃发展，它作为一种新兴的颠覆性技术，在改变人们生活和工作的同时也在促进时代的进步，越来越多的国家争相制定相关政策，力图掌握更大的竞争主动权。

2015 年7 月，国务院在《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中明确将人工智能列为十一项重点行动之一，自此“人工智能”一词在我国重大政策中出现的频次日渐增加。2016 年3 月，“人工智能”概念写入“十三五”规划纲要，此后国务院发布《“十三五”国家科技创新规划》，“人工智能”首度被列入政府工作报告。2016 年6 月，欧盟委员会发布人工智能立法动议。2016 年5 月，美国成立人工智能委员会；2016 年10 月，发布《国家人工智能研究和发展战略计划》。2017 年，我国发布《新一代人工智能发展规划》，将人工智能上升到了国家战略高度。2017 年5 月，新加坡推出名为“AI.SG”的国家人工智能计划。2017 年10 月，英国发布《在英国发展人工智能》。2018 年,法国政府发布《有意义的人工智能：走向法国和欧洲的战略》报告。2018 年5 月，韩国发布《人工智能研究与发展（R&D）战略》。2018 年10 月，重要领导人就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习时强调，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。2020 年，《中国新一代人工智能科技产业发展报告·2020》发布，报告指出，中国人工智能科技产业发展已经步入融合产业部门主导的新阶段。国内人工智能产业政策进入密集加速期，在数据、平台、应用等领域兴建了大量人工智能企业，部分成果已市场化。例如，人工智能在金融、安防、客服等行业领域已经得到应用；语义识别、语音识别、人脸识别、图像识别等人工智能技术的精度和效率已经远超人工。

对于电网建设来说，国内技术也越来越成熟。2017 年8月，南方电网公司发布《南方电网“十三五”智能电网发展规划研究报告》，分析了能源转型发展新趋势，系统、完整地构建了公司智能电网架构体系，勾勒智能电网发展新蓝图，明确电网未来发展新方向。2017 年10 月，国家电网发布《国家电网公司人工智能专项规划》，围绕人工智能发展在电网领域的推广应用编制专项规划。2018 年，南方电网发布《人工智能与业务发展深度融合专项规划》，明确公司各业务领域的人工智能应用场景。2019年1月，国家电网提出“三型两网、世界一流”的战略目标和“一个引领、三个变革”的战略路径，为开创新时代公司发展新局面构画了新蓝图，做好了顶层设计［2］。2019 年5 月，南方电网公司发布《公司数字化转型和数字南网建设行动方案（2019年版）》;2020年5 月，发布《南方电网公司数字化转型和数字电网建设行动方案（2020 年版）》，具体落实公司人工智能优先发展战略。

2 人工智能在电网数字化转型中应用的必然性

在宏观经济发展进入新常态的形势下，建设“数字中国”、发展“数字经济”成为国家战略。2018 年，习近平总书记在全国网络安全和信息化工作会议上强调：“要推动数字产业化，利用互联网新技术新应用对传统产业进行全方位、全角度、全链条的改造，提高全要素生产率，释放数字对经济发展的放大、叠加、倍增作用。”这为传统企业数字化转型指明了方向并提供了根本遵循。身处能源行业核心枢纽地位的电网企业实施数字化转型已是大势所趋，建设“数字电网”、推动数字化转型，是落实国家大数据战略的具体行动和实践成果。

数字化转型推动企业增长、模式革新，就是利用大数据分析、人工智能等先进技术手段，根据不同的业务需求，实现从企业经营理念、战略规划，到业务模式、流程运转、企业文化和商业模式的全方位转型升级，实现企业生产、经营、服务业态的变革。在当前能源电力行业处于转变发展方式、转换增长动力的关键时期，电力企业也面临日益严峻的市场竞争和企业内部降本增效的压力。电力企业迫切需要以创新为核心特征的人工智能等科技添薪续力。

在2019 国家智能产业峰会上，国电南瑞领导提出：电力是工业的先行，人工智能是未来智能电网的核心部分，将其应用到电力系统中，不仅是电力系统发展的必然选择，而且是能源电力转型的重要战略支撑［3］。南方电网公司领导在《把握第四次工业革命历史机遇以数字化推进电网企业战略转型》中指出，加强人工智能技术应用，突出“头雁”效应；加快建设统一的人工智能平台，充分发挥人工智能技术在改变作业模式、促进管理流程优化、提升企业科学决策水平等方面的作用，促进企业组织结构优化，提升公司生产、管理和运营效率，以数字化推进电网企业战略转型。

3 人工智能在电网数字化转型中的应用

目前，人工智能在电网领域的应用已初步涵盖了电力负荷预测、电网隐患故障预测、大电网调度模拟、智能巡检等多个领域［4-5］，大大提高了数据存储与分析处理能力。

人工智能技术将为电网发、输、变、配到用全环节提供基础资源、算法等有效支撑，在生产、营销、基建、物资、企业管理等业务领域已经开展试点应用，最大限度地支撑电网数字化转型。

3.1 生产领域

人工智能可以在巡检、作业等方面开展无人机巡检、缺陷与隐患识别、设备故障知识图谱、人员行为识别、变电站机器人、调度域语音识别、车辆车型识别、现场作业光学字符识别（Optical Character Recognition，OCR）、供求预测、智能调度、基于混合现实（Mixed reality，MR）技术开展现场设备运维、电网改建等方面的应用。将人工智能技术融入生产线作业过程，支撑生产运行向规范化、数字化、智能化转变，确保管理统一、运转高效，提高企业生产领域精益化管理水平。

3.2 营销领域

在客户服务等方面，应用人工智能可以开展智能营业厅、智能质检、智能客服、营销域OCR、计量表计识别等应用，在业扩管理、计费管理、账务管理、客服管理、计量管理、市场化结算交易管理、综合业务管理和支撑服务等方面实现高速实时的处理，通过人机互动、智能应答，实现全渠道客服自助应答系统，提升客户服务响应速度及客户服务质量，规范服务行为，解决用电客户服务需求多、渠道分散、时间分布面广的难题。

3.3 基建、物资领域

人工智能可以在工业设备模型、智慧工地、危险区域识别、电网改建、智慧供应链等方面进行应用。在主、配网工程的智能应用基础上，相关人员结合人工智能技术，提升工程管控智能化水平，提高基建管理分析和协调管控能力，解决施工现场点多面广、作业强度大、项目管控难度大、施工过程管理精益化程度不高、安全风险防控手段有限等问题，引领基建工程管理模式智慧化转变；结合人工智能技术，打造过程可视可控、信息透明共享、业务高度协同的智慧供应链，实现供应链业务的智能分析应用，实现资源优化配置，缩短资源交付周期，支撑智慧供应链的日常管控和科学决策。

3.4 企业管理领域

人工智能可以在财务、信息、等方面开展账务流程自动化机器人、智能客服、e-Link 个人助手、智能评标、财务领域OCR、智能会议等应用。人工智能为企业提供更为全面智能的服务，实现对企业综合绩效指标、运营状况、核心流程等执行状况更加全面的实时监控，大大提高信息处理的效率，在节约人力资源、建少财务成本、建少人为失误、助力各层级决策、提高企业效率方面具有重要意义。

3.5 技术研究领域

结合人工智能，电网企业可在计算机视觉和机器学习、智能语音语义、生物特征识别、机器人（无人机巡线系统、变电站智能巡检机器人、轨道式智能巡检机器人等）等方面开展相关技术研究，搭建人工智能平台，充分发挥人工智能对核心业务的牵引作用，将人工智能涉及的相关关键技术在统一的标准下封装成独立的服务，形成强大的支撑，推进人工智能技术与电力业务的深度融合，助力电力企业实现数字化、智慧化转型。

4 人工智能在电网数字化转型中的发展前景

电网企业应抓住历史机遇，充分吸纳领先的实践经验，紧密跟踪技术发展趋势，明确未来人工智能技术应用的方向，可以与腾讯、百度、阿里、数梦工场等在人工智能组件及应用云化等方面开展合作，打造技术先进、具有电力行业特征的人工智能平台，支撑基于微服务架构的电网各类应用场景快速开发和迭代，促进数字技术与电网业务深度融合，使生产、运行、管理、服务各个环节更加精准和智能。运用可视化的技术，推动人工智能应用在电网发、输、变、配、用全环节的部署，快速推动技术应用落地，以点带面，促进新技术广泛、深入应用，引领人工智能服务电网规划、建设、生产、运营全过程，推动电网改革发展和数字化转型。