人工智能及其在電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用研究

孫紅燕，王少華

（1.南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司，廣州 510665；2.中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司，廣州 510665）

1 人工智能的概念及發(fā)展現(xiàn)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(xué)習(xí)和演化的應(yīng)用過程，是在計(jì)算機(jī)、控制論、信息論、數(shù)學(xué)、心理學(xué)等多種學(xué)科相互綜合、相互滲透的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科［1］。隨著21 世紀(jì)新技術(shù)浪潮的涌起，新一代人工智能在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，它作為一種新興的顛覆性技術(shù)，在改變?nèi)藗兩詈凸ぷ鞯耐瑫r也在促進(jìn)時代的進(jìn)步，越來越多的國家爭相制定相關(guān)政策，力圖掌握更大的競爭主動權(quán)。

2015 年7 月，國務(wù)院在《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》中明確將人工智能列為十一項(xiàng)重點(diǎn)行動之一，自此“人工智能”一詞在我國重大政策中出現(xiàn)的頻次日漸增加。2016 年3 月，“人工智能”概念寫入“十三五”規(guī)劃綱要，此后國務(wù)院發(fā)布《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)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(fā)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(fā)布《國家人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃》。2017 年，我國發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，將人工智能上升到了國家戰(zhàn)略高度。2017 年5 月，新加坡推出名為“AI.SG”的國家人工智能計(jì)劃。2017 年10 月，英國發(fā)布《在英國發(fā)展人工智能》。2018 年,法國政府發(fā)布《有意義的人工智能：走向法國和歐洲的戰(zhàn)略》報告。2018 年5 月，韓國發(fā)布《人工智能研究與發(fā)展（R&D）戰(zhàn)略》。2018 年10 月，重要領(lǐng)導(dǎo)人就人工智能發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢舉行第九次集體學(xué)習(xí)時強(qiáng)調(diào)，人工智能是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力量，加快發(fā)展新一代人工智能是事關(guān)我國能否抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇的戰(zhàn)略問題。2020 年，《中國新一代人工智能科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告·2020》發(fā)布，報告指出，中國人工智能科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)步入融合產(chǎn)業(yè)部門主導(dǎo)的新階段。國內(nèi)人工智能產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)入密集加速期，在數(shù)據(jù)、平臺、應(yīng)用等領(lǐng)域興建了大量人工智能企業(yè)，部分成果已市場化。例如，人工智能在金融、安防、客服等行業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用；語義識別、語音識別、人臉識別、圖像識別等人工智能技術(shù)的精度和效率已經(jīng)遠(yuǎn)超人工。

對于電網(wǎng)建設(shè)來說，國內(nèi)技術(shù)也越來越成熟。2017 年8月，南方電網(wǎng)公司發(fā)布《南方電網(wǎng)“十三五”智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃研究報告》，分析了能源轉(zhuǎn)型發(fā)展新趨勢，系統(tǒng)、完整地構(gòu)建了公司智能電網(wǎng)架構(gòu)體系，勾勒智能電網(wǎng)發(fā)展新藍(lán)圖，明確電網(wǎng)未來發(fā)展新方向。2017 年10 月，國家電網(wǎng)發(fā)布《國家電網(wǎng)公司人工智能專項(xiàng)規(guī)劃》，圍繞人工智能發(fā)展在電網(wǎng)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用編制專項(xiàng)規(guī)劃。2018 年，南方電網(wǎng)發(fā)布《人工智能與業(yè)務(wù)發(fā)展深度融合專項(xiàng)規(guī)劃》，明確公司各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用場景。2019年1月，國家電網(wǎng)提出“三型兩網(wǎng)、世界一流”的戰(zhàn)略目標(biāo)和“一個引領(lǐng)、三個變革”的戰(zhàn)略路徑，為開創(chuàng)新時代公司發(fā)展新局面構(gòu)畫了新藍(lán)圖，做好了頂層設(shè)計(jì)［2］。2019 年5 月，南方電網(wǎng)公司發(fā)布《公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字南網(wǎng)建設(shè)行動方案（2019年版）》;2020年5 月，發(fā)布《南方電網(wǎng)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)行動方案（2020 年版）》，具體落實(shí)公司人工智能優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略。

2 人工智能在電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中應(yīng)用的必然性

在宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)的形勢下，建設(shè)“數(shù)字中國”、發(fā)展“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”成為國家戰(zhàn)略。2018 年，習(xí)近平總書記在全國網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作會議上強(qiáng)調(diào)：“要推動數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，利用互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)新應(yīng)用對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行全方位、全角度、全鏈條的改造，提高全要素生產(chǎn)率，釋放數(shù)字對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的放大、疊加、倍增作用。”這為傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型指明了方向并提供了根本遵循。身處能源行業(yè)核心樞紐地位的電網(wǎng)企業(yè)實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型已是大勢所趨，建設(shè)“數(shù)字電網(wǎng)”、推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是落實(shí)國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的具體行動和實(shí)踐成果。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型推動企業(yè)增長、模式革新，就是利用大數(shù)據(jù)分析、人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)從企業(yè)經(jīng)營理念、戰(zhàn)略規(guī)劃，到業(yè)務(wù)模式、流程運(yùn)轉(zhuǎn)、企業(yè)文化和商業(yè)模式的全方位轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)業(yè)態(tài)的變革。在當(dāng)前能源電力行業(yè)處于轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、轉(zhuǎn)換增長動力的關(guān)鍵時期，電力企業(yè)也面臨日益嚴(yán)峻的市場競爭和企業(yè)內(nèi)部降本增效的壓力。電力企業(yè)迫切需要以創(chuàng)新為核心特征的人工智能等科技添薪續(xù)力。

在2019 國家智能產(chǎn)業(yè)峰會上，國電南瑞領(lǐng)導(dǎo)提出：電力是工業(yè)的先行，人工智能是未來智能電網(wǎng)的核心部分，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，不僅是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇，而且是能源電力轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支撐［3］。南方電網(wǎng)公司領(lǐng)導(dǎo)在《把握第四次工業(yè)革命歷史機(jī)遇以數(shù)字化推進(jìn)電網(wǎng)企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型》中指出，加強(qiáng)人工智能技術(shù)應(yīng)用，突出“頭雁”效應(yīng)；加快建設(shè)統(tǒng)一的人工智能平臺，充分發(fā)揮人工智能技術(shù)在改變作業(yè)模式、促進(jìn)管理流程優(yōu)化、提升企業(yè)科學(xué)決策水平等方面的作用，促進(jìn)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提升公司生產(chǎn)、管理和運(yùn)營效率，以數(shù)字化推進(jìn)電網(wǎng)企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

3 人工智能在電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用

目前，人工智能在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用已初步涵蓋了電力負(fù)荷預(yù)測、電網(wǎng)隱患故障預(yù)測、大電網(wǎng)調(diào)度模擬、智能巡檢等多個領(lǐng)域［4-5］，大大提高了數(shù)據(jù)存儲與分析處理能力。

人工智能技術(shù)將為電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配到用全環(huán)節(jié)提供基礎(chǔ)資源、算法等有效支撐，在生產(chǎn)、營銷、基建、物資、企業(yè)管理等業(yè)務(wù)領(lǐng)域已經(jīng)開展試點(diǎn)應(yīng)用，最大限度地支撐電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

3.1 生產(chǎn)領(lǐng)域

人工智能可以在巡檢、作業(yè)等方面開展無人機(jī)巡檢、缺陷與隱患識別、設(shè)備故障知識圖譜、人員行為識別、變電站機(jī)器人、調(diào)度域語音識別、車輛車型識別、現(xiàn)場作業(yè)光學(xué)字符識別（Optical Character Recognition，OCR）、供求預(yù)測、智能調(diào)度、基于混合現(xiàn)實(shí)（Mixed reality，MR）技術(shù)開展現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)維、電網(wǎng)改建等方面的應(yīng)用。將人工智能技術(shù)融入生產(chǎn)線作業(yè)過程，支撐生產(chǎn)運(yùn)行向規(guī)范化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)變，確保管理統(tǒng)一、運(yùn)轉(zhuǎn)高效，提高企業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域精益化管理水平。

3.2 營銷領(lǐng)域

在客戶服務(wù)等方面，應(yīng)用人工智能可以開展智能營業(yè)廳、智能質(zhì)檢、智能客服、營銷域OCR、計(jì)量表計(jì)識別等應(yīng)用，在業(yè)擴(kuò)管理、計(jì)費(fèi)管理、賬務(wù)管理、客服管理、計(jì)量管理、市場化結(jié)算交易管理、綜合業(yè)務(wù)管理和支撐服務(wù)等方面實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時的處理，通過人機(jī)互動、智能應(yīng)答，實(shí)現(xiàn)全渠道客服自助應(yīng)答系統(tǒng)，提升客戶服務(wù)響應(yīng)速度及客戶服務(wù)質(zhì)量，規(guī)范服務(wù)行為，解決用電客戶服務(wù)需求多、渠道分散、時間分布面廣的難題。

3.3 基建、物資領(lǐng)域

人工智能可以在工業(yè)設(shè)備模型、智慧工地、危險區(qū)域識別、電網(wǎng)改建、智慧供應(yīng)鏈等方面進(jìn)行應(yīng)用。在主、配網(wǎng)工程的智能應(yīng)用基礎(chǔ)上，相關(guān)人員結(jié)合人工智能技術(shù)，提升工程管控智能化水平，提高基建管理分析和協(xié)調(diào)管控能力，解決施工現(xiàn)場點(diǎn)多面廣、作業(yè)強(qiáng)度大、項(xiàng)目管控難度大、施工過程管理精益化程度不高、安全風(fēng)險防控手段有限等問題，引領(lǐng)基建工程管理模式智慧化轉(zhuǎn)變；結(jié)合人工智能技術(shù)，打造過程可視可控、信息透明共享、業(yè)務(wù)高度協(xié)同的智慧供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)的智能分析應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，縮短資源交付周期，支撐智慧供應(yīng)鏈的日常管控和科學(xué)決策。

3.4 企業(yè)管理領(lǐng)域

人工智能可以在財(cái)務(wù)、信息、等方面開展賬務(wù)流程自動化機(jī)器人、智能客服、e-Link 個人助手、智能評標(biāo)、財(cái)務(wù)領(lǐng)域OCR、智能會議等應(yīng)用。人工智能為企業(yè)提供更為全面智能的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對企業(yè)綜合績效指標(biāo)、運(yùn)營狀況、核心流程等執(zhí)行狀況更加全面的實(shí)時監(jiān)控，大大提高信息處理的效率，在節(jié)約人力資源、建少財(cái)務(wù)成本、建少人為失誤、助力各層級決策、提高企業(yè)效率方面具有重要意義。

3.5 技術(shù)研究領(lǐng)域

結(jié)合人工智能，電網(wǎng)企業(yè)可在計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)、智能語音語義、生物特征識別、機(jī)器人（無人機(jī)巡線系統(tǒng)、變電站智能巡檢機(jī)器人、軌道式智能巡檢機(jī)器人等）等方面開展相關(guān)技術(shù)研究，搭建人工智能平臺，充分發(fā)揮人工智能對核心業(yè)務(wù)的牽引作用，將人工智能涉及的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下封裝成獨(dú)立的服務(wù)，形成強(qiáng)大的支撐，推進(jìn)人工智能技術(shù)與電力業(yè)務(wù)的深度融合，助力電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型。

4 人工智能在電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的發(fā)展前景

電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)抓住歷史機(jī)遇，充分吸納領(lǐng)先的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，緊密跟蹤技術(shù)發(fā)展趨勢，明確未來人工智能技術(shù)應(yīng)用的方向，可以與騰訊、百度、阿里、數(shù)夢工場等在人工智能組件及應(yīng)用云化等方面開展合作，打造技術(shù)先進(jìn)、具有電力行業(yè)特征的人工智能平臺，支撐基于微服務(wù)架構(gòu)的電網(wǎng)各類應(yīng)用場景快速開發(fā)和迭代，促進(jìn)數(shù)字技術(shù)與電網(wǎng)業(yè)務(wù)深度融合，使生產(chǎn)、運(yùn)行、管理、服務(wù)各個環(huán)節(jié)更加精準(zhǔn)和智能。運(yùn)用可視化的技術(shù)，推動人工智能應(yīng)用在電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用全環(huán)節(jié)的部署，快速推動技術(shù)應(yīng)用落地，以點(diǎn)帶面，促進(jìn)新技術(shù)廣泛、深入應(yīng)用，引領(lǐng)人工智能服務(wù)電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、生產(chǎn)、運(yùn)營全過程，推動電網(wǎng)改革發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。