如今，人工智能越來(lái)越多地進(jìn)入人們的工作和生活中，但很多人并不理解人工智能實(shí)際上意味著(zhù)什么。在能源行業(yè)，人工智能代表一種可以顯著(zhù)減少人們對化石燃料的依賴(lài)的技術(shù)。
以下將深入探討人工智能所能提供的許多方法，并且在某些情況下，通過(guò)幫助減少電網(wǎng)需求，徹底改變電力工業(yè)。
在智能家居和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的應用
人工智能在兩個(gè)主要場(chǎng)合可以徹底改變節約能源的方式。首先是采用市電的家庭和辦公室。其次是發(fā)電廠(chǎng)本身。這些都是嘗試和理解的廣義范疇——想想從電網(wǎng)中獲得電力的所有類(lèi)型的建筑。然后再考慮電廠(chǎng)基礎設施中有多少個(gè)獨立的部分。
無(wú)處不在的傳感器
人們深入了解人工智能對電網(wǎng)需求的影響一個(gè)最簡(jiǎn)單的地方是智能家居，這得到了新聞媒體和公眾的關(guān)注，但還處于初級階段。物聯(lián)網(wǎng)革命正在將大量的網(wǎng)絡(luò )傳感器引入家庭。這些設備可以向基于云計算的系統報告，以監測電力消耗情況。美國電力和天然氣公司等能源公司可能會(huì )受益于這項新技術(shù)，因為它實(shí)際上有助于調節家庭和企業(yè)的能源消耗，這樣可以使昂貴的可再生能源成為一種更加可行的選擇。否則，消費者無(wú)法負擔其成本。
例如，智能溫控器允許住戶(hù)為其氣候控制系統設置制冷和制熱時(shí)間表。這將節省電網(wǎng)一些不必要的電力消耗。如果將智能恒溫器與具有運動(dòng)傳感器的安全系統結合使用，則人工智能增強系統可以計算出家中的哪個(gè)房間利用率最高。
而如果采用運動(dòng)傳感器還不是完美的方式，則可以升級到能夠檢測身體發(fā)熱的紅外傳感器。這樣，就可以讓人工智能增強的家庭監控系統知道住戶(hù)主要居住在某個(gè)特定的房間。
所有這些傳感器都會(huì )創(chuàng )建數據點(diǎn)。通過(guò)將這些信息存儲在云端，為公眾的財產(chǎn)創(chuàng )建一個(gè)大數據寶庫，人工智能可以執行數據分析來(lái)了解歷史使用趨勢。根據編制的所有數據，系統將能夠預測未來(lái)的能源需求，并設法以最大限度地降低電力成本。
采用太陽(yáng)能和儲能電池
電力公司目前必須獲得較高的峰值使用率，以便在電力需求高時(shí)從電網(wǎng)獲取電力。太陽(yáng)能電池板已經(jīng)越來(lái)越受歡迎，這在很大程度上要歸功于政府部門(mén)提供給住戶(hù)的一些補貼。雖然太陽(yáng)能電池板有助于減少電網(wǎng)需求，但是單個(gè)屋頂太陽(yáng)能發(fā)電系統不太可能提供家庭所需的所有電力。所以，其電力仍然是從電網(wǎng)中提取的，在沒(méi)有陽(yáng)光的時(shí)候尤其如此。
儲能電池可安裝在住宅中，以幫助儲存太陽(yáng)能電池板在低使用時(shí)間時(shí)產(chǎn)生的多余能量。這樣做的好處在于，當峰值使用率有效時(shí)，不用人工接入電網(wǎng)，人工智能電網(wǎng)可以進(jìn)行計算——考慮到微小的電力成本，并從電池部署備用電源。
事實(shí)上，人工智能可以不斷地進(jìn)行計算，以決定采用電網(wǎng)中消耗成本更低的電力，還是采用電池組存儲的太陽(yáng)能發(fā)電，這是更有意義的。通過(guò)這種方式，可以在需要高峰使用時(shí)間內提供更多的電力，最大限度地減少電網(wǎng)的電力需求。
為了實(shí)現這一點(diǎn)，人工智能將需要繼續努力，目前發(fā)展迅速，將來(lái)部署在越來(lái)越多的家庭中。
未來(lái)的智能電網(wǎng)
2003年，美國遭遇了歷史上最大的一次停電事件，5000多萬(wàn)人失去電力。這促使了美國能源部調整電網(wǎng)建設和運營(yíng)策略，希望創(chuàng )建一個(gè)更加現代化的電網(wǎng)。而采取這一舉措最終是建設“智能電網(wǎng)”。
為了支持這一節能舉措，美國能源部自2010年以來(lái)投資了45億美元，安裝了1500多萬(wàn)臺智能電表。這些設備提供了關(guān)于消耗功率以及哪些區域高效運行的重要見(jiàn)解。此外，清潔能源公司還推出了新舉措，以鼓勵消費者選擇環(huán)保燃料來(lái)源，減少能源消耗。
為了使這些舉措得到回報，進(jìn)行全天候的復雜的監測會(huì )發(fā)生。目前，大量的數據分析師承擔了監測所有這些傳感器的工作。而采用人工智能將使這些數據分析人員從監控電網(wǎng)使用和效率的日常工作中解脫出來(lái)。這些分析人員可以關(guān)注其他重點(diǎn)項目，以幫助電網(wǎng)繼續發(fā)展。
智能家庭能否向政府部門(mén)報告用電情況嗎?
試想一下，如果美國能源部能夠通過(guò)未來(lái)智能家庭的電力監測/負載平衡數據補充他們自己的發(fā)電廠(chǎng)/智能電網(wǎng)數據，那么就可以對電網(wǎng)運行進(jìn)行更好地調整。在很多方面，這已經(jīng)發(fā)生了。物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的許多創(chuàng )業(yè)公司向政府和其他研究機構提供了關(guān)于其設備從客戶(hù)獲取的信息的匯總數據。
美國政府對物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)投入了大量資金，特別是在美國聯(lián)邦政府計劃實(shí)現其政府設施現代化方面。2015年，超過(guò)88億美元的資金用于美國聯(lián)邦層面的物聯(lián)網(wǎng)計劃。其中很大一部分用于尋求物聯(lián)網(wǎng)設備部署到敏感政府項目而不會(huì )造成安全風(fēng)險的方法。
想象一下，如果整個(gè)智能電網(wǎng)能夠被黑客攻擊會(huì )出現什么后果。這并不是科幻小說(shuō)。烏克蘭在2016年12月遭遇電網(wǎng)中斷，其原因是針對工業(yè)通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )攻擊，而黑客當時(shí)完全控制了一個(gè)電力變電站。
總之，將整個(gè)電力系統連接到互聯(lián)網(wǎng)絕對存在安全隱患，這是各國政府部門(mén)投入大量資金來(lái)保護物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的諸多原因之一。但由于智能電網(wǎng)和智能家居的共同努力，可以提高效率和并降低能耗，這是不容忽視的。隨著(zhù)人工智能技術(shù)的發(fā)展，不久的將來(lái)人們就能看到采用智能手機就可以實(shí)現實(shí)時(shí)的電源管理。
