人工智能如何幫助預(yù)防未來(lái)停電

在不斷增長(zhǎng)的電力需求之際，人工智能（AI）現(xiàn)在被用于幫助預(yù)防停電。

“我半夜醒來(lái)，非常非常冷，”阿西夫·萊哈恩回憶道?！拔夷贸隽宋业能娪盟谀抢镞^夜取暖?！?/p>

萊哈恩先生描述的是2021年2月，當(dāng)時(shí)他在美國(guó)空軍服役時(shí)，駐扎在得克薩斯州圣安東尼奧的情景。

那個(gè)月，德州遭受了冬季風(fēng)暴Uri的襲擊。隨著氣溫暴跌至零下19攝氏度，得克薩斯人努力保暖，電力需求飆升。

與此同時(shí)，得克薩斯州的電力網(wǎng)開始崩潰。風(fēng)力渦輪機(jī)被凍結(jié)，積雪覆蓋了太陽(yáng)能電池板，核反應(yīng)堆不得不作為預(yù)防措施關(guān)閉。

由于電力供不應(yīng)求，超過450萬(wàn)個(gè)家庭和企業(yè)斷電，先是數(shù)小時(shí)，然后是連續(xù)幾天。

“沒有電，加熱根本不起作用。你也不能用電爐或微波爐烹飪食物，”萊哈恩先生回憶道。

最終，得克薩斯州的電力網(wǎng)花了兩個(gè)多星期才恢復(fù)正常。

2021年2月，得克薩斯州的電力公司不得不競(jìng)相修復(fù)被極端寒冷天氣損壞的設(shè)施和線路 這場(chǎng)風(fēng)暴揭示了我們認(rèn)為理所當(dāng)然的系統(tǒng)提供全天候電力的脆弱性。

而且，雖然并非所有國(guó)家的冬季像北美那樣嚴(yán)寒，但全球電力需求卻在不斷增加。從充電電動(dòng)汽車到更多家庭安裝空調(diào)，我們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂玫碾娏υ絹?lái)越多。

與此同時(shí)，各國(guó)正越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向可再生能源，這些能源在產(chǎn)生的能量數(shù)量上更加不穩(wěn)定。如果風(fēng)不吹，太陽(yáng)不照，電力生產(chǎn)就會(huì)下降。

所有這些導(dǎo)致了英國(guó)能源部長(zhǎng)克萊爾·庫(kù)廷奧上個(gè)月發(fā)出警告，稱該國(guó)未來(lái)可能面臨停電，如果沒有新的天然氣發(fā)電站作為“備用”。

使能源系統(tǒng)更具彈性的另一種方法是向電網(wǎng)添加大型電池。

這種思路是，當(dāng)有多余的電力時(shí)，電池可以充電，然后在將來(lái)需要更多電力時(shí)釋放電力。

這是得克薩斯采取的一種方法。

“自從風(fēng)暴以來(lái)，我們?cè)诘每怂_斯州建立了超過5吉瓦的電池存儲(chǔ)容量，這是一個(gè)令人難以置信的速度，”得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校能源資源教授邁克爾·韋伯博士說。他表示，這么多的能源相當(dāng)于“四座大型核電廠”。

然而，為了使這些電池真正有用，它們需要知道最佳充電和放電時(shí)間。這意味著要對(duì)未來(lái)需要多少電進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)測(cè)。

加文·麥科馬克是科技初創(chuàng)公司W(wǎng)attTime的創(chuàng)始人。他的位于加利福尼亞州奧克蘭的公司制造能夠預(yù)測(cè)特定區(qū)域或地區(qū)的電力供應(yīng)和需求的人工智能軟件。然后，這些信息可以告訴電池何時(shí)充電和放電。

相同的信息也可以用于家庭，幫助人們更便宜地使用市電。

“因此，如果您有一輛需要在八小時(shí)內(nèi)準(zhǔn)備好的電動(dòng)汽車，但只需兩三個(gè)小時(shí)就能充電完畢，那么它可以找到整晚所有最佳的五分鐘時(shí)間，那時(shí)有多余的能源，或者也許是清潔能源，”麥科馬克先生說道。

“它將在整個(gè)晚上以小脈沖充電，直到早上準(zhǔn)備好?！?/p>

人工智能可以通過分析天氣模式、假期日期、工作計(jì)劃，甚至是足球比賽時(shí)間來(lái)做出這些預(yù)測(cè)?！懊總€(gè)人都會(huì)在中場(chǎng)休息時(shí)起來(lái)沏茶，”麥科馬克先生說。

另一家利用人工智能預(yù)測(cè)電力需求的公司是丹麥公司Electricity Maps。該公司專注于預(yù)測(cè)諸如云層覆蓋、風(fēng)力、溫度和降雨等天氣模式。

這些信息用于更好地了解風(fēng)力渦輪機(jī)或太陽(yáng)能電池板將產(chǎn)生多少電。

該公司創(chuàng)始人奧利維爾·科拉迪說：“如果您能提前相當(dāng)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)系統(tǒng)中將有多少風(fēng)，您就可以提前計(jì)劃?！薄耙粋€(gè)例子是谷歌，我們向他們提供了未來(lái)幾個(gè)小時(shí)內(nèi)網(wǎng)格清潔程度的預(yù)測(cè)。他們可以在他們的數(shù)據(jù)中心中使用這些信息來(lái)改變他們消耗電力的時(shí)間。”

人工智能現(xiàn)在也被用于保護(hù)輸送電力到我們家中的物理基礎(chǔ)設(shè)施。

Buzz Solutions是一家利用人工智能掃描電力電纜、電塔和變電站圖像，識(shí)別損壞跡象（如斷裂部件或生銹）的公司。

該系統(tǒng)還能夠識(shí)別樹木和其他綠色植物靠得太近電力線的情況。

這不僅可以防止因線路損壞而導(dǎo)致的停電，還可以減少因電力線接觸樹木而引發(fā)的野火風(fēng)險(xiǎn)，這在近年來(lái)已在加利福尼亞州發(fā)生過。

該技術(shù)還可以發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)報(bào)告給電力公司工作人員另一個(gè)導(dǎo)致停電的主要原因 - 野生動(dòng)物。

“很多時(shí)候，令人驚訝的是，動(dòng)物進(jìn)入變電站，比如松鼠和嚙齒動(dòng)物，它們被電死，”Buzz Solutions聯(lián)合創(chuàng)始人維克亞特·喬德里說道。

“它們的電死有時(shí)會(huì)導(dǎo)致變電站發(fā)生巨大爆炸。我們?cè)谧冸娬静渴鸬娜斯ぶ悄?，其中一?xiàng)功能就是檢測(cè)動(dòng)物侵入，包括浣熊和松鼠?！?/p>