人工智能如何幫助預防未來(lái)停電

在不斷增長(cháng)的電力需求之際，人工智能（AI）現在被用于幫助預防停電。

“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?，在那里過(guò)夜取暖?！?/p>

萊哈恩先生描述的是2021年2月，當時(shí)他在美國空軍服役時(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(zhù)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(kāi)始崩潰。風(fēng)力渦輪機被凍結，積雪覆蓋了太陽(yáng)能電池板，核反應堆不得不作為預防措施關(guān)閉。

由于電力供不應求，超過(guò)450萬(wàn)個(gè)家庭和企業(yè)斷電，先是數小時(shí)，然后是連續幾天。

“沒(méi)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)多星期才恢復正常。

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

而且，雖然并非所有國家的冬季像北美那樣嚴寒，但全球電力需求卻在不斷增加。從充電電動(dòng)汽車(chē)到更多家庭安裝空調，我們在日常生活中使用的電力越來(lái)越多。

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

所有這些導致了英國能源部長(cháng)克萊爾·庫廷奧上個(gè)月發(fā)出警告，稱(chēng)該國未來(lái)可能面臨停電，如果沒(méi)有新的天然氣發(fā)電站作為“備用”。

使能源系統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)，我們在得克薩斯州建立了超過(guò)5吉瓦的電池存儲容量，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(shuō)。他表示，這么多的能源相當于“四座大型核電廠(chǎng)”。

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(zhù)要對未來(lái)需要多少電進(jìn)行復雜的預測。

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測特定區域或地區的電力供應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)內準備好的電動(dòng)汽車(chē)，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(shuō)道。

“它將在整個(gè)晚上以小脈沖充電，直到早上準備好?！?/p>

人工智能可以通過(guò)分析天氣模式、假期日期、工作計劃，甚至是足球比賽時(shí)間來(lái)做出這些預測?！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(shuō)。

另一家利用人工智能預測電力需求的公司是丹麥公司Electricity Maps。該公司專(zhuān)注于預測諸如云層覆蓋、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(shuō)：“如果您能提前相當準確地預測系統中將有多少風(fēng)，您就可以提前計劃?！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)內網(wǎng)格清潔程度的預測。他們可以在他們的數據中心中使用這些信息來(lái)改變他們消耗電力的時(shí)間?！?/p>

人工智能現在也被用于保護輸送電力到我們家中的物理基礎設施。

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，識別損壞跡象（如斷裂部件或生銹）的公司。

該系統還能夠識別樹(shù)木和其他綠色植物靠得太近電力線(xiàn)的情況。

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

該技術(shù)還可以發(fā)現并自動(dòng)報告給電力公司工作人員另一個(gè)導致停電的主要原因 - 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(shuō)道。

“它們的電死有時(shí)會(huì )導致變電站發(fā)生巨大爆炸。我們在變電站部署的人工智能，其中一項功能就是檢測動(dòng)物侵入，包括浣熊和松鼠?！?/p>