一、針對 AI 在電力領域的應用場景、我們提出“應用可行性分析框架”
3 月 31 號,國家能源局發(fā)布《關于加快推進能源數字化智能化發(fā)展的若干意見》,針對電 力、煤炭、油氣等行業(yè)數字化智能化轉型發(fā)展需求,提出若干建議,以把握新一輪科技革 命和產業(yè)變革新機遇。 其中電力行業(yè)方面,主要提出利用數字化智能化技術支撐:發(fā)電清潔低碳轉型、新型電力 系統(tǒng)建設、電力消費節(jié)能提效。我們由此梳理出以下 5 項 AI+電力應用場景: 1)發(fā)電側---發(fā)電清潔化智慧化轉型:①新能源發(fā)電功率預測;②電廠 BIM 智能化設計 2)電網側---新型電力系統(tǒng)建設:③電網智能調控和輔助決策;④輸電線路智能巡檢、變 電站智能運檢、配電智能運維 3)用電側---電力消費節(jié)能提效:⑤虛擬電廠、微電網。
《意見》提出的四項基本要求包括需求牽引、數字賦能、協(xié)同高效、融合創(chuàng)新。推動數字化智能化技術與能源產業(yè)發(fā)展深度融合,加快人工智能、數字孿生、物聯(lián)網、區(qū)塊鏈等數 字技術在能源領域的創(chuàng)新應用,最終為構建清潔低碳、安全高效的能源體系,為積極穩(wěn)妥 推進碳達峰碳中和提供有力支撐。
19 年后 AI 大模型持續(xù)推進,賦能千行百業(yè),22 年市場規(guī)模近 2000 億元。近十年來,包 括機器學習(ML)、自然語言處理(NLP)、計算機視覺(CV)等技術快速發(fā)展,在企業(yè)設 計、生產、管理、運營多個環(huán)節(jié)中均有滲透程度不斷提升,同時在礦業(yè)、電力、交通、農 業(yè)、氣象等領域的應用逐步落地。AI 應用已從消費、互聯(lián)網等泛 C 端領域,向 B 端傳統(tǒng) 行業(yè)輻射,AI 大模型在基礎層、技術層、應用層均持續(xù)突破,AI 正加速賦能千行百業(yè)。 22 年市場規(guī)模近 2000 億元,2022-2027 年 CAGR 為 25.6%。據艾瑞咨詢數據,2022 年中國 AI 產業(yè)規(guī)模達 1958 億元,年增長率 7.8%。2022 年業(yè)務增長主要依靠:1)智算中心建設 及大模型訓練等應用拉動需求的 AI 芯片市場、2)智能機器人及對話式 AI 市場。 在 AI 成為數字經濟時代核心生產力的背景下,AI 芯片、自動駕駛及車聯(lián)網視覺解決方案、 智能機器人、智能制造、決策智能應用等細分領域增長強勁。2027 年人工智能產業(yè)整體 規(guī)??蛇_ 6122 億元,2022-2027 年的年復合增長率為 25.6%。
針對電力行業(yè)屬性,我們提出 AI+電力“應用可行性分析框架”,以多維度的視角,分析 判斷 AI 有望最先在哪些細分行業(yè)和公司落地。
面向行業(yè)主要衡量的維度有: 1) 能否解決長期痛點問題:電網承擔最主要的功能是維持用電側與電網側動態(tài)平衡,而 新能源裝機比例上升無疑加大了電力調度與消納的難度,因此若 AI 加持能有效解決 消納相關細分環(huán)節(jié)的痛點問題,相關政策導向和資金投入將有望向此環(huán)節(jié)傾斜。 2) 行業(yè)數據是否具有較低敏感性和安全性風險:大模型需要通過海量數據訓練,而電網 行業(yè)本身涉及到民生用電與數據安全性問題,部分信息不便用于大規(guī)模公開訓練,因 此若某一細分環(huán)節(jié)數據敏感性較低或用戶已授權使用,則大模型將更快接入落地。 3) 行業(yè)是否已較早應用布局 AI/技術實踐:電網多個應用場景較早地應用了 AI 技術,例 如輸變電線路運維和巡檢方面,2011 年開始,部分企業(yè)就已開展了通過 AI 對電力設 備外表缺陷進行識別、預測、跟蹤運行等研究探索。 4) 已有華為等廠商開發(fā)出行業(yè)相關大模型:例如華為盤古 CV 視覺大模型,已在 L2 級 細分場景上,推出基于電力大模型的無人機電力巡檢、電力缺陷識別等場景模型。
面向公司主要衡量的維度有: 1)擁抱 AI 的積極性:公司的主觀能動性如何?是否排斥應用大模型? 2)積累的數據規(guī)模與數據質量:公司所積累的數據壁壘是否深厚?積累的數據能否直接 用于模型訓練?是否會涉及到客戶數據泄密? 3)享有某些數據的優(yōu)先使用權:公司是否為兩網核心子公司?未來是否會優(yōu)先享有某些 重要數據使用權? 4)重視信息化建設基礎:公司性質是否偏軟件?是否早就重視信息化基礎建設?是否擁 有較高信息化建設水平,以配合 AI 落地? 5)具備自主開發(fā)訓練能力、或和大模型廠商有深入合作關系:公司是否具備開發(fā)實力/ 是否和大模型廠商深度合作?
新能源發(fā)電功率預測,輸變電線路智能運維與巡檢是我們最看好的兩個方向。
新能源發(fā)電功率預測: 1)痛點問題:對于電網調度部門,由于新能源發(fā)電間歇性和波動性的特點,功率預 測難度較大,新能源大規(guī)模集中并網會對電網穩(wěn)定運行造成沖擊;對于電站運營商, 各地“雙細則”考核罰款標準趨于嚴格,預測精度可直接影響電站運營和盈利。 2)數據敏感性:氣象數據的可獲得性較高,數據敏感性較低,公開信息可以直接用 于大規(guī)模模型訓練。 3)AI 布局/技術實踐:自 2012 年起,全球能源預測大賽(GEFCOM)已舉辦過三屆, 有超 60 個國家的數百只隊伍參賽;2021 年國網調控 AI 創(chuàng)新大賽--新能源發(fā)電預測 賽道中,已有深度學習模型在實際應用中脫穎而出;產業(yè)中已有國能日新、國電南瑞 等超過 10 家研究中心與企業(yè)推出了成熟的組合建模功率預測系統(tǒng)。 4)廠商相關大模型:華為云發(fā)布了盤古氣象大模型,預測精度首次超過傳統(tǒng)數值方 法,速度提升 10000 倍。
輸變電線路智能運維與巡檢: 1)痛點問題:我國輸電線回路與變電設備存量規(guī)模大,投運規(guī)模逐年增長,巡檢需 求強烈,而人工巡檢存在諸多劣勢,AI 替代是大勢所趨。 2)數據敏感性:相較于用電側數據,設備故障缺陷相關數據敏感性較低,數據質量 與規(guī)模取決于企業(yè)自身積累情況。 3)AI 布局/技術實踐:自 2013 年起東方電子、億嘉和、澤宇智能等諸多企業(yè)已經布 局輸變電線路智能運維、智能巡檢機器人、巡檢無人機業(yè)務,參與者眾多、產品多樣。 4)廠商相關大模型:華為在 L2 級細分場景模型上,已經推出基于電力大模型的無 人機電力巡檢、電力缺陷識別等場景模型,例如電力缺陷識別模型可以替代原有的 20 多個小模型,做到平均精度提升 18.4%、模型開發(fā)成本降低 90%。
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