我國大力推進新型基礎設施建設，作為其中重要領域之一的人工智能產業(yè)成為新的經濟增長點。國網信息通信產業(yè)集團有限公司自2017年以來牽頭開展電力人工智能關鍵技術研究和能力平臺搭建，創(chuàng)新探索人工智能技術在電力領域的深度融合和應用。日前，《國網信通產業(yè)集團人工智能白皮書》在京發(fā)布。人工智能在電力領域有哪些關鍵技術和典型應用？在其中可以找到答案。
電力人工智能迎來重要發(fā)展機遇
人工智能技術（Artificial Intelligence Technology，簡稱AI）誕生于20世紀50年代，歷經Pre-AI時代、第一次繁榮、第一次低谷、第二次繁榮、第二次低谷、復蘇期、增長爆發(fā)期近70年發(fā)展，目前正處于第三次增長爆發(fā)期。2006年深度學習概念的提出，標志著人工智能第三次浪潮興起。與前幾次不同，第三次人工智能的熱潮迎來了全面商業(yè)化的爆發(fā)?；ヂ摼W產生的海量數據以及計算力的突飛猛進，推動了深度學習技術在人工智能領域的發(fā)展，促進語音識別、人臉識別、圖像識別等技術快速發(fā)展并產業(yè)化。
我國高度重視新一代人工智能發(fā)展。習近平總書記強調，人工智能是引領這一輪科技革命和產業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術，具有溢出帶動性很強的“頭雁”效應，加快發(fā)展新一代人工智能是我們贏得全球科技競爭主動權的重要戰(zhàn)略抓手。2015年以來，中央政府相關部門相繼出臺了《國務院關于積極推進“互聯網 +”行動的指導意見》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等多項政策文件，引導人工智能產業(yè)健康發(fā)展。進入2020年以來，國務院常務會議、中央深改委會議、中央政治局常委會會議等頂層會議先后提及“新基建”建設，將人工智能等七項領域定位為科技端的新型基礎設施。電力行業(yè)對此高度重視，國家電網有限公司董事長、黨組書記毛偉明表示，要積極拓展人工智能在設備運維、電網調度、智能客服等方面的應用。結合“新基建”發(fā)展背景，人工智能產業(yè)已成為新的重要經濟增長點，電力人工智能將迎來重要發(fā)展機遇。
信息通信技術在電力行業(yè)的廣泛應用，推動電力生產方式和發(fā)展模式出現新的變化，為電力迎來智能化時代奠定了堅實基礎并催生大量應用需求。圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，特別是電力建設、運檢、安監(jiān)、營銷、經營管理等應用領域對圖像識別、語音識別、自然語言處理等人工智能技術的需求愈發(fā)強烈，亟須結合當下人工智能技術的先進研究成果解決電力領域的業(yè)務痛點，實現降本增效。
電力人工智能發(fā)展方向
近年來，電力行業(yè)積極響應國家戰(zhàn)略部署，高度重視人工智能技術發(fā)展，強化人工智能技術統(tǒng)籌布局并開展探索性工作。國家電網公司的人工智能方向專利數量在全球企業(yè)中名列前茅。目前，電力領域圍繞電網智能運檢、運行控制、企業(yè)管理和用電服務等領域開展人工智能自主創(chuàng)新，在輸變電缺陷識別和故障診斷、現場作業(yè)安全智能管控、智慧客服、智能調度等方面已取得階段性成果，并陸續(xù)開展了多項基于人工智能技術的研究及試點應用。輸電線路一體化巡檢管控系統(tǒng)、安全生產風險管控平臺、智慧變電站邊緣匯聚計算與全面監(jiān)視一體化平臺、智能客服和營業(yè)廳機器人等人工智能產品均成功開展了試點應用，有效提升了電力業(yè)務智能化水平。但當前電力人工智能技術水平仍處于初級階段，智能化應用較零散，缺乏統(tǒng)一的平臺化支撐，距離全面實用化仍有差距。
隨著人工智能在電力行業(yè)普及，需要在電網安全與控制、輸變電、配用電、新能源并網、企業(yè)經營管理等電網各個業(yè)務場景完成人工智能技術應用布局，建成一批成熟可靠的人工智能應用，形成多業(yè)務場景交叉融合的人工智能應用產業(yè)鏈：建立人工智能在電網安全運行與控制領域的基礎理論和技術體系，持續(xù)強化特大電網安全控制能力；構建輸變電環(huán)節(jié)智能化體系，顯著提升輸變電環(huán)節(jié)智能化管理水平；利用基于人工智能的信息感知、智能預警及輔助決策技術，顯著提升配用電系統(tǒng)運行、維護及服務水平；發(fā)揮人工智能技術在新能源并網、預測及消納領域的智能決策作用，實現新能源并網與人工智能的深度融合；聚焦在企業(yè)管理領域的實際需求，拓展人工智能應用范圍和深度，提高企業(yè)決策水平，有效防范經營風險。
電力人工智能關鍵技術
●電力圖像識別
圖像識別，是對圖像中的對象識別和定位，以識別各種不同模式的目標和對象的技術。其識別過程包括圖像采集、圖像預處理、特征選擇和提取、分類決策等步驟。在電力行業(yè)中，該技術在輸電線路巡檢、變電站巡檢、安全生產監(jiān)測等電力專用業(yè)務場景下針對圖像中出現的缺陷進行智能識別及故障診斷，包括圖像去噪、圖像增強、特征提取、模型訓練等關鍵技術。通過搜集整理業(yè)務開展中的缺陷圖片作為樣本數據，完成圖像識別目標庫構建，基于神經網絡算法完成圖像目標檢測算法庫搭建。深度分析圖像識別出的目標缺陷，選擇最優(yōu)訓練算法，結合圖像去噪、圖像增強等傳統(tǒng)圖像處理技術，開展模型訓練?；谏窠浘W絡算法訓練的圖像缺陷檢測模型框架，構建電力專用場景下的圖像識別模型，形成電力業(yè)務領域的輸電線路巡檢、變電站巡檢、安監(jiān)現場作業(yè)監(jiān)測等智能應用，提升電力用戶體驗與設備在線監(jiān)測水平。
●電力語音識別
語音識別，是將外部環(huán)境的音頻信號（人類說話音頻、設備運行音頻等）內容轉換為計算機可讀的輸入，其應用包括智能語音質檢、語音導航、室內設備控制、設備狀態(tài)監(jiān)測等。在電力行業(yè)，該技術在客服、營銷、設備運檢等電力專用業(yè)務場景下，針對說話人音頻及設備運行工況音頻進行智能識別及故障診斷，包括音頻預處理、特征參數提取、模型訓練等關鍵技術。通過角色分離、語音去噪、語音增強等技術，實現客服語音、會議語音、設備運行音頻等電力語音數據的預處理。利用分幀、加窗、傅立葉變換、濾波等技術，建立電力人聲與設備聲紋的樣本數據庫?；谏窠浘W絡算法訓練聲學模型與語言模型框架，構建電力專用場景下的說話人聲與設備聲紋的識別模型，形成電力業(yè)務領域下的智能語音質檢、語音導航、智能人機交互、主設備聲紋在線監(jiān)測等智能應用，提升電力用戶體驗與主設備在線監(jiān)測水平。
●電力自然語言處理
自然語言處理是人工智能領域中的一個重要方向，研究實現人與計算機間通過自然語言進行有效通信的理論和方法，涉及語義理解、機器翻譯、情報檢索、文檔校核與生成等領域，廣泛應用于電力營銷客服機器人、智能辦公、政策情報分析等場景。自然語言處理的主要挑戰(zhàn)在于詞法、句法、語義和語音等不同層面存在不確定性，以及新的詞匯、術語、語義和語法導致未知語言現象的不可預測性?；谧匀徽Z言的語法邏輯、字符概念表征和深度語義分析等核心技術實現多語言統(tǒng)一表征，推進人類與機器的有效溝通、自由交互。
●電力知識圖譜
知識圖譜是一種由節(jié)點和邊組成的圖數據結構，是把領域中不同種類的信息連接在一起構成一個關系網絡，本質上是結構化的語義知識庫。在電力行業(yè)，知識圖譜提供的關系計算、圖挖掘等能力與異常分析、靜態(tài)分析、動態(tài)分析等數據挖掘方法相結合，用于企業(yè)經營風險分析中的反欺詐、不一致性驗證，以及電網設備故障分析、災害防御預警、主數據質量優(yōu)化等領域。知識圖譜發(fā)展的挑戰(zhàn)主要包括領域知識圖譜構建自動化程度較低，數據本身存在錯誤或冗余導致的數據噪聲問題。隨著知識圖譜應用的不斷深入，基于知識加工、深度搜索等技術構建大規(guī)模、多學科、多數據類型的跨媒體知識圖譜，以及基于知識圖譜的知識挖掘、知識推理，逐步成為未來研究趨勢。
電力人工智能標準創(chuàng)新
●理念創(chuàng)新
人工智能技術在電力領域已逐漸進入實用化階段，在進一步深化試點應用成果的同時，應加強電力人工智能的理念創(chuàng)新，實現人工智能電力應用“分散到整合”的平臺化建設。結合電力人工智能技術應用和業(yè)務需求，開展電力人工智能基礎支撐能力建設，對現有人工智能能力進行統(tǒng)一管理，為電網運檢、調度、營銷、安全生產、企業(yè)經營管理等多領域的業(yè)務應用提供基礎資源、算法及服務能力的有效支撐。電力人工智能能力平臺作為人工智能基礎支撐能力的載體，實現人工智能模型集中納管和服務能力提供，涵蓋人臉識別、智能語音、自然語言處理、OCR識別、知識圖譜等通用能力及面向電力業(yè)務的專業(yè)服務能力，例如輸電線路巡檢、變電站智能監(jiān)控、安全生產風險管控等。依托電力人工智能能力平臺，提供一站式、端到端的企業(yè)級人工智能服務，打造“平臺+服務+應用”的生態(tài)鏈條，快速賦能前端業(yè)務應用，支撐對內業(yè)務提質降本增效、對外業(yè)務融通共享生態(tài)。
●標準建設
隨著人工智能關鍵技術的迅速推廣，電力行業(yè)將愈發(fā)依賴人工智能帶來的便利?？紤]到電力系統(tǒng)在國家安全、社會穩(wěn)定方面的戰(zhàn)略地位和重要性，亟需開展電力人工智能技術標準建設，以規(guī)范人工智能技術在電力行業(yè)的應用，同時明確人工智能基礎支撐能力的總體架構、樣本格式、模型規(guī)范和應用開發(fā)流程，為電力人工智能關鍵技術的應用落地提供有效保障。電力人工智能技術標準建設應涵蓋電力人工智能基礎支撐能力的總體架構和技術規(guī)范、樣本格式規(guī)范、模型共享規(guī)范和應用開發(fā)及部署規(guī)范，實現數據收集、模型開發(fā)、應用開發(fā)、部署上線全流程管理，最大程度減少重復建設和資源浪費，確保電力人工智能應用體系的全面性、完整性、統(tǒng)一性。
電力人工智能典型應用
●輸電線路智能巡檢
圍繞輸電線路巡檢業(yè)務典型應用場景，針對無人機、直升機、固定監(jiān)控攝像頭等多種巡檢方式采集的巡檢影像數據，構建典型缺陷樣本庫，通過視頻處理分析、深度學習、圖像識別等人工智能技術應用，挖掘分析巡檢影像缺陷特征，構建缺陷識別算法模型，實現輸電線路本體缺陷和通道環(huán)境風險自動識別診斷，打造輸電線路巡檢缺陷識別、診斷、檢修一體化智能服務體系，全面賦能提升輸電線路巡檢智能化水平。
●智慧變電站
圍繞智慧變電站主輔設備全面監(jiān)視、聯合巡檢、設備故障診斷、作業(yè)現場安全防控等典型業(yè)務場景，綜合運用高清視頻、巡檢機器人及各類傳感器、在線監(jiān)測裝置，通過圖像識別、聲紋識別及知識圖譜分析應用引擎技術，實現智慧變電站多源數據融合、邊緣匯聚計算與全面監(jiān)視，打造現場作業(yè)層智能替代、業(yè)務管控層集約高效、指揮決策層精準穿透的“云、邊、端”一體化場景應用體系，提升本質安全管理水平，促進變電運維管理精益化。
●電網智能調度
圍繞電網調度控制典型業(yè)務場景，依托知識圖譜、自然語言處理和語音識別等技術手段和調度控制業(yè)務規(guī)約，綜合處理電網運行、檢修計劃、發(fā)電計劃和電網拓撲信息數據，實現設備故障智能辨識、停電范圍智能計算和負荷精準預測。通過人工智能技術在調度控制領域的應用，替代人工自主完成計劃檢修許可、故障警告、故障搶修指揮、發(fā)停電策略編排等工作，實現調度樞紐順暢，縮短停電時間，保障調度高效穩(wěn)定運行。
●智能營銷客服
圍繞智能營銷客服典型業(yè)務場景，支撐構建全渠道簡單、清晰、高效的自助智能服務需求，搭建營銷客服知識庫，利用語音識別、語義理解、自然語言處理等技術，研發(fā)營銷客服機器人，為客戶提供24小時在線優(yōu)質、高效的咨詢服務，實現業(yè)擴報裝、電費查詢、故障報修等通用業(yè)務智能辦理，智能坐席、自動派單、工單受理等業(yè)務智能運維，實現客戶訴求的精準智能理解和呼叫中心智能服務水平提升，使電力客戶享受精準化、智能化、互動化的高效智慧溝通服務。
●安全生產管控
圍繞電力安全生產典型業(yè)務場景，以全面支撐本質安全為業(yè)務主線，面向一系列關鍵環(huán)節(jié)，構建涵蓋“事前、事中、事后”全過程的作業(yè)安全防控體系。結合人臉識別、光學字符識別（OCR）等技術，實現作業(yè)人員身份資格驗證、工作票信息自動采集、安全注意事項智能推送；綜合應用各類視頻監(jiān)控終端，集成智能識別算法模型，提供實時可視、自動巡視、智能研判、高效管控的作業(yè)現場安全監(jiān)管服務；智能分析整理監(jiān)控信息，形成多維度分析報告，全面提升作業(yè)現場安全管控質效。
●辦公智能化
圍繞電力辦公智能化典型業(yè)務場景，提煉固化公文辦理各環(huán)節(jié)的業(yè)務規(guī)則，對公文辦理、 跟蹤督辦全過程進行智能化改造，提升公文處理規(guī)范化、自動化、智能化水平；深入分析用戶個人辦公習慣，聚焦個人辦公中辦、查、提醒、跟蹤、溝通等核心業(yè)務需求，整合關聯各類辦公設備和資源，結合即時通信、移動辦公、語音識別等技術手段，實現個人工作總體情況隨時掌握、重要提醒實時知悉、事項進展一目了然，有效提升辦公效能。
●融媒體智能輿情管控
圍繞融媒體輿情典型業(yè)務場景，基于人工智能自然語言處理、圖像識別等技術，融媒體云全過程提供智能化輿情管控支撐。在策劃環(huán)節(jié)，通過智能主題識別等技術，及時捕捉熱點新聞及輿論聲音；在采集環(huán)節(jié)，通過智能信息抽取，實現異構內容關鍵信息的匯集整理；在編發(fā)環(huán)節(jié)，通過智能輔助寫稿、文檔校核技術，提升新聞生產效率；在發(fā)布環(huán)節(jié)，利用傳播力分析，實現內容渠道的精準投放。
●數字化審計
圍繞電力企業(yè)審計典型業(yè)務場景，基于自然語言處理技術，實現對各類審計依據、審計對象、審計結果中關鍵結構、信息字段和標簽的自動化抽取，建立信息關聯關系，提升審計過程中的信息獲取、比對及統(tǒng)計效率，結合數據勾稽關系，實現審計疑點的自動發(fā)現，形成“電網審計風險地圖”，促進審計效率有效提升。
●發(fā)展規(guī)劃輔助決策
圍繞發(fā)展規(guī)劃典型業(yè)務場景，研究能源政策、法規(guī)、研究報告及各類商業(yè)情報，為電網發(fā)展規(guī)劃、精準投資、營商環(huán)境分析提供支撐。利用人工智能技術，實現多語言情報信息的自動搜集、整理、存儲、分類、翻譯、展示和應用，完成電力情報的全面搜集、系統(tǒng)整理、精準檢索、全景展示；通過能源政策等文獻內容的全面采集、自動摘要、條款拆分、事件脈絡，構建政策知識圖譜，提供智能知識問答服務，提升政策分析、研報編制等工作效率。
●智慧物資供應鏈
圍繞物資供應鏈典型業(yè)務場景，利用人工智能技術，以自有企業(yè)基本信息、股權關聯關系、政府失信、法律訴訟、投標行為等數據為基礎，有效整合電力企業(yè)供應商績效等內部數據，構建供應商全息知識圖譜；利用圖計算、自然語言處理等技術，實現對供應商資質規(guī)模、履約能力、服務行為的自動評價及標簽化，為招標采購、差異化監(jiān)控、供應鏈金融等各類應用提供支撐。
人工智能技術 將發(fā)揮難以替代的作用
隨著數字革命與能源革命的不斷融合發(fā)展，以海量數據驅動的人工智能技術將發(fā)揮難以替代的作用，綠色、智能和互聯網化的能源形態(tài)將為電力企業(yè)培育新業(yè)態(tài)新模式、引領行業(yè)生態(tài)進化、促進產業(yè)鏈上下游共贏提供蓬勃的強大助力，在實現企業(yè)價值創(chuàng)造的同時更好服務經濟社會發(fā)展。國網信通產業(yè)集團積極擁抱能源革命和數字革命深度融合趨勢，將秉持“開放、共享、平等、共贏”的理念，加強與能源企業(yè)、互聯網企業(yè)、裝備制造企業(yè)、高校和科研機構等社會各界的合作，共同促進人工智能技術和產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，持續(xù)推動能源數字化轉型。
