Внедрение искусственного интеллекта в электрических сетях по всему миру | Новости энергетики «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»

Журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» продолжает наблюдать за основными тенденциями в развитии мировой электроэнергетики. Международным энергетическим агентством (МЭА) совместно с Европейским патентным ведомством (EPO) проведено исследование в области внедрения искусственного интеллекта в электрических сетях по всему миру. Согласно опубликованным данным, число новых патентов на интеграцию искусственного интеллекта в электрические сети за последние годы выросло в шесть раз, при этом Соединенные Штаты и Китай лидируют в этой области.

В докладе отмечается, что в период с 2009 по 2013 год патентная деятельность в области сетевых технологий росла с поразительной скоростью. За этот период количество патентов увеличивалось со среднегодовыми темпами роста на 30%. Основными драйверами такого роста стали технологии интеллектуальных сетей, интеллектуального учета электроэнергии, развития ВИЭ и электромобилей. За счет этого, в период 2010–2022 гг. было выдано на 50% больше патентов на интеллектуальные электрические сети, чем в предыдущем десятилетии.

Этот впечатляющий рост в основном произошел в Европе, Японии и США, и впоследствии патентная деятельность в этих регионах оставалась стабильной на высоком уровне. В то же время устойчивый прогресс позволил КНР постепенно превратиться в новый глобальный локомотив роста числа патентов на интеллектуальные электросети, увеличившись с 7% от общемирового объема в 2013 году до 25% в 2022 году. В том же году КНР впервые стала ведущим в мире регионом патентования в этой технологической области.

Патентование искусственного интеллекта, связанного с сетями, в течение пяти лет до 2022 года выросло более чем на 500% и в настоящее время является наиболее активной областью патентования среди цифровых технологий, возглавляемой Соединенными Штатами и КНР. Основная область исследований — это системы прогнозирования и поддержки принятия решений, категория, на долю которой приходится 39% всего патентования. Следующими направлениями по активности научных исследований стали: микросети (16%), самовосстанавливающиеся сети (13%), системы накопления энергии (8%) и системы управления спросом (6%).

Международными исследователями отмечается, что при развитии современной электроэнергетики, основанной чаще всего на ВИЭ, электросетям уделяется слишком мало внимания. На каждый доллар, потраченный на возобновляемую энергию, приходится 60 центов, потраченных на сети и системы накопления. Многие энергосистемы уязвимы к увеличению числа экстремальных погодных явлений и кибератак, которые представляют собой растущие риски, требующие адекватных инвестиций в устойчивость сетей и цифровую безопасность. В целом, если сети не находятся в нужном месте для обеспечения баланса спроса и предложения электроэнергии, не обслуживаются должным образом или технически не способны удовлетворить потребности энергосистемы XXI века, они могут стать узким местом на пути экономического роста и решения проблемы изменения климата.

В этом контексте выделаются три глобальные задачи развития интеллектуальных электрических сетей:

Расширение и улучшение технологического присоединения. Необходимо подключать больше разнородных источников электроэнергии, центров обработки данных, электромобилей. Технологические усовершенствования обещают помочь выполнить эту задачу таким образом, чтобы свести к минимуму общие капитальные затраты за счет совершенствования системы планирования, развертывания более эффективной или более дешевой сетевой инфраструктуры и содействия увеличению пропускной способности сетей.
Обеспечение более гибкой и двунаправленной работы электросетей. Работа электросетей должна стать более гибкой, чтобы спрос и предложение могли адаптироваться в режиме реального времени для минимизации пиковой выработки электроэнергии и мощности, необходимых для обеспечения всех конечных пользователей электроэнергией с низким уровнем выбросов. Это должно быть выполнено без ущерба для надежности источника питания или частоты сети. Также система должна позволять конечным потребителям пользоваться преимуществами дешевой электроэнергии в периоды обильного предложения и экономически участвовать в качестве поставщиков электроэнергии или регулировать спрос в соответствии с ресурсами, которые они могут предложить системе.
Защита людей, их данных и окружающей среды. Важно, чтобы электросети продолжали работать безопасно и как можно более щадяще для окружающей среды, и чтобы защита от кибербезопасности соответствовала тем угрозам, которые она представляет.

Среди технологий, которые могут помочь решить проблему расширения сетей и улучшения надежности и качества электроснабжения, международные исследователи выделяют: