人工智能如何幫助預防未來停電

在不斷增長的電力需求之際，人工智能（AI）現在被用于幫助預防停電。

“我半夜醒來，非常非常冷，”阿西夫·萊哈恩回憶道。“我拿出了我的軍用睡袋，在那里過夜取暖。”

萊哈恩先生描述的是2021年2月，當時他在美國空軍服役時，駐扎在得克薩斯州圣安東尼奧的情景。

那個月，德州遭受了冬季風暴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，得克薩斯州的電力網開始崩潰。風力渦輪機被凍結，積雪覆蓋了太陽能電池板，核反應堆不得不作為預防措施關閉。

由于電力供不應求，超過450萬個家庭和企業斷電，先是數小時，然后是連續幾天。

“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花了兩個多星期才恢復正常。

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路 這場風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。從充電電動汽車到更多家庭安裝空調，我們在日常生活中使用的電力越來越多。

與此同時，各國正越來越多地轉向可再生能源，這些能源在產生的能量數量上更加不穩定。如果風不吹，太陽不照，電力生產就會下降。

所有這些導致了英國能源部長克萊爾·庫廷奧上個月發出警告，稱該國未來可能面臨停電，如果沒有新的天然氣發電站作為“備用”。

使能源系統更具彈性的另一種方法是向電網添加大型電池。

這種思路是，當有多余的電力時，電池可以充電，然后在將來需要更多電力時釋放電力。

這是得克薩斯采取的一種方法。

“自從風暴以來，我們在得克薩斯州建立了超過5吉瓦的電池存儲容量，這是一個令人難以置信的速度，”得克薩斯大學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間。這意味著要對未來需要多少電進行復雜的預測。

加文·麥科馬克是科技初創公司WattTime的創始人。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內準備好的電動汽車，但只需兩三個小時就能充電完畢，那么它可以找到整晚所有最佳的五分鐘時間，那時有多余的能源，或者也許是清潔能源，”麥科馬克先生說道。

“它將在整個晚上以小脈沖充電，直到早上準備好。”

人工智能可以通過分析天氣模式、假期日期、工作計劃，甚至是足球比賽時間來做出這些預測。“每個人都會在中場休息時起來沏茶，”麥科馬克先生說。

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。該公司專注于預測諸如云層覆蓋、風力、溫度和降雨等天氣模式。

這些信息用于更好地了解風力渦輪機或太陽能電池板將產生多少電。

該公司創始人奧利維爾·科拉迪說：“如果您能提前相當準確地預測系統中將有多少風，您就可以提前計劃。”“一個例子是谷歌，我們向他們提供了未來幾個小時內網格清潔程度的預測。他們可以在他們的數據中心中使用這些信息來改變他們消耗電力的時間。”

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致的停電，還可以減少因電力線接觸樹木而引發的野火風險，這在近年來已在加利福尼亞州發生過。

該技術還可以發現并自動報告給電力公司工作人員另一個導致停電的主要原因 - 野生動物。

“很多時候，令人驚訝的是，動物進入變電站，比如松鼠和嚙齒動物，它們被電死，”Buzz Solutions聯合創始人維克亞特·喬德里說道。

“它們的電死有時會導致變電站發生巨大爆炸。我們在變電站部署的人工智能，其中一項功能就是檢測動物侵入，包括浣熊和松鼠。”