如今，人工智能越來越多地進(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)際上意味著什么。在能源行業(yè)，人工智能代表一種可以顯著減少人們對化石燃料的依賴的技術(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(yīng)用
人工智能在兩個主要場合可以徹底改變節(jié)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型的建筑。然后再考慮電廠基礎(chǔ)設(shè)施中有多少個獨(dú)立的部分。
無處不在的傳感器
人們深入了解人工智能對電網(wǎng)需求的影響一個最簡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(shè)備可以向基于云計(jì)算的系統(tǒng)報(bào)告，以監(jiān)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受益于這項(xiàng)新技術(shù)，因?yàn)樗鼘?shí)際上有助于調(diào)節(jié)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(fèi)者無法負(fù)擔(dān)其成本。
例如，智能溫控器允許住戶為其氣候控制系統(tǒng)設(shè)置制冷和制熱時間表。這將節(jié)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(yùn)動傳感器的安全系統(tǒng)結(jié)合使用，則人工智能增強(qiáng)系統(tǒng)可以計(jì)算出家中的哪個房間利用率最高。
而如果采用運(yùn)動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(qiáng)的家庭監(jiān)控系統(tǒng)知道住戶主要居住在某個特定的房間。
所有這些傳感器都會創(chuàng)建數(shù)據(jù)點(diǎn)。通過將這些信息存儲在云端，為公眾的財(cái)產(chǎn)創(chuàng)建一個大數(shù)據(jù)寶庫，人工智能可以執(zhí)行數(shù)據(jù)分析來了解歷史使用趨勢。根據(jù)編制的所有數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將能夠預(yù)測未來的能源需求，并設(shè)法以最大限度地降低電力成本。
采用太陽能和儲能電池
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從電網(wǎng)獲取電力。太陽能電池板已經(jīng)越來越受歡迎，這在很大程度上要?dú)w功于政府部門提供給住戶的一些補(bǔ)貼。雖然太陽能電池板有助于減少電網(wǎng)需求，但是單個屋頂太陽能發(fā)電系統(tǒng)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，在沒有陽光的時候尤其如此。
儲能電池可安裝在住宅中，以幫助儲存太陽能電池板在低使用時間時產(chǎn)生的多余能量。這樣做的好處在于，當(dāng)峰值使用率有效時，不用人工接入電網(wǎng)，人工智能電網(wǎng)可以進(jìn)行計(jì)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(jì)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能發(fā)電，這是更有意義的。通過這種方式，可以在需要高峰使用時間內(nèi)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(xiàn)這一點(diǎn)，人工智能將需要繼續(xù)努力，目前發(fā)展迅速，將來部署在越來越多的家庭中。
未來的智能電網(wǎng)
2003年，美國遭遇了歷史上最大的一次停電事件，5000多萬人失去電力。這促使了美國能源部調(diào)整電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營策略，希望創(chuàng)建一個更加現(xiàn)代化的電網(wǎng)。而采取這一舉措最終是建設(shè)“智能電網(wǎng)”。
為了支持這一節(jié)能舉措，美國能源部自2010年以來投資了45億美元，安裝了1500多萬臺智能電表。這些設(shè)備提供了關(guān)于消耗功率以及哪些區(qū)域高效運(yùn)行的重要見解。此外，清潔能源公司還推出了新舉措，以鼓勵消費(fèi)者選擇環(huán)保燃料來源，減少能源消耗。
為了使這些舉措得到回報(bào)，進(jìn)行全天候的復(fù)雜的監(jiān)測會發(fā)生。目前，大量的數(shù)據(jù)分析師承擔(dān)了監(jiān)測所有這些傳感器的工作。而采用人工智能將使這些數(shù)據(jù)分析人員從監(jiān)控電網(wǎng)使用和效率的日常工作中解脫出來。這些分析人員可以關(guān)注其他重點(diǎn)項(xiàng)目，以幫助電網(wǎng)繼續(xù)發(fā)展。
智能家庭能否向政府部門報(bào)告用電情況嗎?
試想一下，如果美國能源部能夠通過未來智能家庭的電力監(jiān)測/負(fù)載平衡數(shù)據(jù)補(bǔ)充他們自己的發(fā)電廠/智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)，那么就可以對電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行更好地調(diào)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(jī)構(gòu)提供了關(guān)于其設(shè)備從客戶獲取的信息的匯總數(shù)據(jù)。
美國政府對物聯(lián)網(wǎng)的未來投入了大量資金，特別是在美國聯(lián)邦政府計(jì)劃實(shí)現(xiàn)其政府設(shè)施現(xiàn)代化方面。2015年，超過88億美元的資金用于美國聯(lián)邦層面的物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃。其中很大一部分用于尋求物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部署到敏感政府項(xiàng)目而不會造成安全風(fēng)險(xiǎn)的方法。
想象一下，如果整個智能電網(wǎng)能夠被黑客攻擊會出現(xiàn)什么后果。這并不是科幻小說。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(dāng)時完全控制了一個電力變電站。
總之，將整個電力系統(tǒng)連接到互聯(lián)網(wǎng)絕對存在安全隱患，這是各國政府部門投入大量資金來保護(hù)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。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，不久的將來人們就能看到采用智能手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時的電源管理。
