人工智能正在顛覆各個(gè)行業(yè)，風(fēng)電場(chǎng)也不例外。人工智能在風(fēng)電場(chǎng)中的作用越來(lái)越重要，為該行業(yè)的未來(lái)提供了充滿希望的前景。
人工智能可以在風(fēng)能發(fā)電場(chǎng)中以以下方式應(yīng)用：
可再生能源發(fā)電和需求預(yù)測(cè)
隨著風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)模的增大以及風(fēng)能在電網(wǎng)中的更大滲透，擁有高質(zhì)量的資產(chǎn)以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)風(fēng)能發(fā)電量變得至關(guān)重要。AI可以幫助實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。AI被用于確定合適的風(fēng)能項(xiàng)目場(chǎng)地，進(jìn)而確定項(xiàng)目場(chǎng)地上風(fēng)力渦輪機(jī)的最佳位置。AI還可以在施工階段通過(guò)管理進(jìn)度和成本計(jì)劃以及追蹤設(shè)備交付來(lái)提供支持。此外，它還可以利用過(guò)去的故障數(shù)據(jù)改進(jìn)風(fēng)力渦輪機(jī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并提高產(chǎn)品性能。
對(duì)于風(fēng)能項(xiàng)目的運(yùn)維是一項(xiàng)昂貴且耗時(shí)的任務(wù)，對(duì)于海上風(fēng)能項(xiàng)目來(lái)說(shuō)尤為復(fù)雜。AI可以幫助在故障發(fā)生之前預(yù)測(cè)故障，以防止項(xiàng)目停機(jī)和修復(fù)成本。此外，借助傳感器和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如果可能發(fā)生故障，可以發(fā)出警報(bào)，以便及時(shí)采取糾正措施。AI還可以成為運(yùn)維團(tuán)隊(duì)跟蹤維護(hù)計(jì)劃的有效工具。
從電網(wǎng)管理的角度來(lái)看，預(yù)測(cè)風(fēng)能發(fā)電量對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要，AI可以根據(jù)天氣、風(fēng)速和特定條件下的歷史風(fēng)能發(fā)電量等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)能源產(chǎn)出。這種風(fēng)能供應(yīng)必須與相應(yīng)的需求相匹配，以防止發(fā)電限制。因此，AI可以根據(jù)消費(fèi)者數(shù)據(jù)和負(fù)荷曲線確定電力需求，并幫助更好地將風(fēng)能整合到電網(wǎng)中。
電網(wǎng)運(yùn)行和優(yōu)化
為了實(shí)現(xiàn)全球經(jīng)濟(jì)制定的大規(guī)模可再生能源目標(biāo)，需要對(duì)電力疏散和輸電系統(tǒng)進(jìn)行重大擴(kuò)展和升級(jí)。然而，由于輸電項(xiàng)目的孕育期遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于可再生能源項(xiàng)目，缺乏可用的輸電系統(tǒng)可能成為可再生能源增長(zhǎng)的阻礙。AI可以通過(guò)規(guī)劃和精心設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行，這在確保現(xiàn)有輸電能力充分利用方面非常有益。
AI在確保設(shè)備的適當(dāng)運(yùn)維和監(jiān)測(cè)電網(wǎng)性能方面起著重要作用。此外，AI可以幫助維持電網(wǎng)穩(wěn)定性，特別是在間歇性可再生能源（如風(fēng)能和電動(dòng)車輛）不斷滲透的情況下，確保電網(wǎng)安全。
能源需求和分布式資源管理
AI在管理能源需求和來(lái)自各種分布式能源源的供應(yīng)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。它可以幫助將電池能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)整合到風(fēng)能發(fā)電廠中，并控制整個(gè)系統(tǒng)中的能量流，以確保優(yōu)化的風(fēng)能性能。它可以幫助高效管理設(shè)施負(fù)荷。此外，它可以通過(guò)聚合許多小型獨(dú)立的風(fēng)能項(xiàng)目來(lái)創(chuàng)建虛擬電廠，這些項(xiàng)目在其他情況下無(wú)法連接到電網(wǎng)。
材料發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新
在競(jìng)相開(kāi)發(fā)最高效和先進(jìn)的風(fēng)能技術(shù)的過(guò)程中，所使用的原材料也變得非常重要。因此，在材料層面上，AI可以幫助自動(dòng)發(fā)現(xiàn)材料，篩選和識(shí)別最適合特定應(yīng)用的材料。此外，AI可以在特定條件下對(duì)這些材料進(jìn)行自動(dòng)合成和實(shí)驗(yàn)，以測(cè)試其性能。
人工智能在海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和安裝中的應(yīng)用：
海上風(fēng)電場(chǎng)行業(yè)是全球向可再生能源轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵參與者。然而，在海洋中部建造和安裝這些大型風(fēng)力渦輪機(jī)面臨著獨(dú)特的挑戰(zhàn)。其中包括惡劣的天氣條件、后勤方面的復(fù)雜性以及精確規(guī)劃和執(zhí)行的必要性。這就是人工智能發(fā)揮作用的地方，它提供的解決方案可以幫助克服這些挑戰(zhàn)并優(yōu)化整個(gè)過(guò)程。
人工智能可以顯著改善海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的規(guī)劃階段。使用預(yù)測(cè)分析，人工智能可以分析來(lái)自各種來(lái)源的大量數(shù)據(jù)，包括天氣模式、洋流和地質(zhì)調(diào)查。這一分析有助于確定最適合風(fēng)電場(chǎng)的位置，優(yōu)化渦輪機(jī)的布局以最大限度地提高能源生產(chǎn)，并預(yù)測(cè)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的潛在問(wèn)題。
此外，人工智能還可以簡(jiǎn)化運(yùn)輸和安裝風(fēng)力渦輪機(jī)大型部件的物流。機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以優(yōu)化攜帶這些組件的船只的路線，同時(shí)考慮天氣條件和航運(yùn)等因素。這不僅減少了運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和成本，而且將延誤和事故的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。
在安裝階段，人工智能可以在確保精度和安全性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。例如，人工智能驅(qū)動(dòng)的無(wú)人機(jī)可以用于檢查安裝現(xiàn)場(chǎng)和渦輪機(jī)部件，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有助于做出明智的決定。此外，人工智能還可以幫助控制用于起吊和安裝渦輪機(jī)部件的起重機(jī)，降低人為錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。
一旦風(fēng)電場(chǎng)投入運(yùn)營(yíng)，人工智能將繼續(xù)在其維護(hù)和性能優(yōu)化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。人工智能可以監(jiān)測(cè)每臺(tái)渦輪機(jī)的性能，識(shí)別任何異常情況，并預(yù)測(cè)潛在故障。這允許進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)，減少停機(jī)時(shí)間，提高風(fēng)電場(chǎng)的整體效率。
然而，人工智能在海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和安裝中的集成并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。其中包括對(duì)強(qiáng)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的需求、網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，以及對(duì)管理和解釋人工智能系統(tǒng)的熟練人員的需求。因此，盡管人工智能具有巨大的潛力，但應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)以充分利用其優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。
總之，人工智能在簡(jiǎn)化海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和安裝方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。通過(guò)改進(jìn)規(guī)劃、優(yōu)化物流、確保安裝過(guò)程中的精度和加強(qiáng)維護(hù)，人工智能正在幫助克服該行業(yè)的獨(dú)特挑戰(zhàn)。隨著世界繼續(xù)向可再生能源轉(zhuǎn)變，人工智能在海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和安裝中的集成將變得更加關(guān)鍵。得益于人工智能，海上風(fēng)電場(chǎng)行業(yè)的未來(lái)看起來(lái)確實(shí)很光明。
應(yīng)用實(shí)例：新疆新能源發(fā)電應(yīng)用AI技術(shù)，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率提升
國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司持續(xù)加大科技創(chuàng)新力度，投入220萬(wàn)元建設(shè)新一代新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，并將AI等技術(shù)應(yīng)用其中。2021年9月17日，新疆新一代新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)正式上線，嘗試應(yīng)用AI等技術(shù)深度挖掘電氣運(yùn)行數(shù)據(jù)與風(fēng)光資源數(shù)據(jù)。
AI等技術(shù)融入新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，可以根據(jù)新疆地形、風(fēng)光資源、發(fā)電特性等差異，對(duì)小風(fēng)天氣、強(qiáng)風(fēng)天氣分別采用不同的預(yù)測(cè)策略，更加精細(xì)化建立預(yù)測(cè)模型，提高功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。
應(yīng)用AI等技術(shù)以后，新疆風(fēng)電功率超短期、短期、中期預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率分別達(dá)到96%、92%、81%，超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。光伏發(fā)電功率各期預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到98%左右。
目前，新疆已有618家新能源場(chǎng)站接入新一代新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，并應(yīng)用AI等技術(shù)進(jìn)行功率預(yù)測(cè)。數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)96%，同比提高4個(gè)百分點(diǎn)。新一代新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，多消納新能源電量8.6億千瓦時(shí)。
據(jù)國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司電力調(diào)度控制中心水電及新能源處副處長(zhǎng)李國(guó)慶介紹，應(yīng)用AI等技術(shù)的新一代新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)功能非常強(qiáng)大，不僅能夠?yàn)殡娋W(wǎng)發(fā)展規(guī)劃、各類電源發(fā)電計(jì)劃提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支撐，還能科學(xué)優(yōu)化輸變電設(shè)備和常規(guī)電源的檢修計(jì)劃，擴(kuò)大電力市場(chǎng)化交易規(guī)模，提升新疆電網(wǎng)新能源的消納水平。
