Алтынбаев А.Р.
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УЧЕТА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ *
Аннотация:
использование интеллектуальных систем учета энергоресурсов в системе электроснабжения предприятия. В данной статье рассматривается применение интеллектуальных систем учета энергоресурсов в системе электроснабжения предприятия. Обоснована важность использования таких систем для эффективного управления энергопотреблением, повышения экономической эффективности и снижения негативного воздействия на окружающую среду. В статье представлены преимущества использования интеллектуальных систем учета, примеры их успешного использования, а также важно анализировать данные и оптимизировать энергопотребление.
Ключевые слова:
искусственный интеллект, интеллектуальные системы, учет энергоресурсов, электроснабжение, энергоснабжение
Искусственный интеллект (ИИ) – технология, которая уверенно вошла в нашу повседневную жизнь, изменив привычный порядок вещей и открыв перед человечеством новые возможности. С каждым днем искусственный интеллект становится все более распространенным и сложным, проникая в самые разные сферы – от медицины и финансов до транспорта и искусства. В этой статье мы рассмотрим, как искусственный интеллект преображает мир вокруг нас и какие перспективы он открывает перед нами.Создание искусственного интеллекта [6] является сложной и многогранной задачей. Несмотря на то, что мы еще не до конца поняли и не смоделировали человеческий разум, некоторые технологии и подходы уже позволяют нам создавать интеллектуальные системы. Вот несколько ключевых компонентов и подходов к построению искусственного интеллекта и моделированию разума:1. Машинное обучение — это область искусственного интеллекта, которая позволяет компьютерам «учиться» на данных. Алгоритмы машинного обучения играют важную роль в построении систем искусственного интеллекта.2. Глубокое обучение — это подход к машинному обучению, использующий искусственные нейронные сети. Глубокие нейронные сети позволяют имитировать сложные понятия, подобно тому, как работает человеческий мозг.3. Когнитивные архитектуры — это симуляции структуры и функций человеческого мозга для создания искусственного интеллекта. Некоторые исследования направлены на разработку компьютерных систем, обладающих характеристиками человеческого разума.4. Обработка естественного языка — это область, связанная с тем, как компьютеры анализируют, понимают и генерируют естественный язык. Исследования в этой области помогают создавать системы, которые могут общаться с человеком естественным образом.5. Автономные системы – это системы, способные действовать и принимать решения без постоянного контроля со стороны человека. Разработка автономных систем требует интеграции различных технологий, чтобы они могли функционировать в различных средах.В то время как создание полностью интеллектуального искусственного интеллекта по-прежнему вызывает много вопросов и проблем, непрерывное развитие технологий и исследований искусственного интеллекта продолжает приближать нас к этой цели.Одним из ключевых аспектов развития искусственного интеллекта является его способность анализировать и обрабатывать огромные объемы данных гораздо быстрее и эффективнее, чем человек. Это позволяет искусственному интеллекту совершенствовать процессы принятия решений, оптимизировать бизнес-процессы и с высокой точностью прогнозировать различные сценарии.Еще одно важное применение искусственного интеллекта — автоматизация процессов, которые ранее требовали участия человека. Благодаря искусственному интеллекту мы наблюдаем появление автономных систем, роботов и умных устройств, способных выполнять рутинные задачи более точно и эффективно.Таким образом, системы электроснабжения предприятий (научно-производственных комплексов) играют важную роль в обеспечении непрерывности работы и эффективности производства. Для оптимизации энергопотребления и снижения затрат необходимо иметь точные данные о потреблении электроэнергии и других энергоресурсов, надежную и безопасную систему электроснабжения.Растущие требования к электроснабжению и растущая сложность предприятий вынуждают инженеров и операторов обращаться к инновационным технологиям, таким как интеллектуальные системы учета. В связи с этим применение интеллектуальных систем учета [2становится необходимым элементом эффективного управления энергетическими ресурсами в предприятии электроснабжения.Преимущества использования интеллектуальных систем учета электроэнергии:1. Точность и достоверность данных.Интеллектуальные системы учета энергоресурсов обеспечивают более точный и автоматизированный сбор данных о потреблении электроэнергии, газа, воды и других ресурсов. Это позволяет оперативно реагировать на изменения и оптимизировать использование ресурсов.2. Анализ потребления.Системы могут анализировать данные о потреблении энергии, выявлять тенденции и закономерности потребления, что помогает оптимизировать использование ресурсов и снизить эксплуатационные расходы.3. Прогнозирование и планирование.Интеллектуальные системы учета энергии могут использовать данные и алгоритмы прогнозирования для определения будущих потребностей в энергии. Это позволяет эффективно планировать закупки и потребление ресурсов, а также использовать алгоритмы машинного обучения для анализа данных и прогнозирования нагрузки на систему электроснабжения. Это помогает оптимизировать работу системы, сэкономить электроэнергию и заранее предупредить возможные проблемы.4. Автоматизация и управление.Интеллектуальные системы в системе электроснабжения предприятия позволяют автоматизировать многие процессы, такие как мониторинг, диагностика и управление. Системы могут быстро реагировать на изменения нагрузки, оптимизировать работу оборудования и предотвращать возможные аварийные ситуации.5. Повышенная надежность и безопасность.Интеллектуальные системы способны оперативно выявлять и устранять неисправности в системе электроснабжения, что повышает надежность работы предприятий и снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций. Благодаря адаптивности и самообучению системы могут адаптироваться к изменяющимся условиям и предотвращать потенциальные проблемы.Примеры успешного применения [5]:1. Системы мониторинга энергопотребления.Интеллектуальные системы учета электроэнергии позволяют непрерывно контролировать потребление энергии, выявлять неэффективные зоны потребления и оптимизировать распределение энергии. Их также можно использовать для непрерывного мониторинга состояния оборудования, выявления неисправностей и принятия корректирующих мер.2. Управление нагрузкой.Системы способны управлять нагрузкой в режиме реального времени, перераспределяя ресурсы исходя из текущих потребностей и минимизируя затраты на избыточные мощности. Использование интеллектуальных систем прогнозирования нагрузки позволяет оптимизировать работу системы электроснабжения, снизить затраты на электроэнергию и повысить общую эффективность работы предприятий.3. Автоматизированные системы управления.Интеллектуальные системы управления позволяют автоматизировать процессы принятия решений, повышая эффективность работы предприятий и обеспечивая быстрое реагирование на изменения условий работы.4. Отчетность и аналитика.Интеллектуальные системы учета позволяют формировать отчеты о потреблении ресурсов, анализировать эффективность использования энергоресурсов и принимать взвешенные решения по их оптимизации.Искусственный интеллект играет все более значимую роль в модернизации систем электроснабжения, повышении их эффективности, надежности и отказоустойчивости. Вот некоторые ключевые области [4], где применяется искусственный интеллект:Прогнозирование спроса и генерации:Модели искусственного интеллекта могут анализировать исторические данные и внешние факторы (например, погоду, время суток) для прогнозирования будущего спроса и уровня генерации. Это помогает сетевым операторам оптимизировать производство и распределение энергии.Управление активами:Искусственный интеллект используется для мониторинга состояния оборудования, такого как трансформаторы и линии электропередач. Алгоритмы искусственного интеллекта могут обнаруживать аномалии и прогнозировать сбои, обеспечивая профилактическое обслуживание и избегая простоев.Оптимизация сети:Алгоритмы искусственного интеллекта могут оптимизировать поток энергии по сети, перенаправляя его в соответствии с потребностями и повышая стабильность системы. Это помогает снизить потери при передаче и повысить надежность.Интеграция возобновляемых источников энергии:Искусственный интеллект может прогнозировать выработку возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия. Это помогает операторам сетей планировать и интегрировать эти прерывистые источники в сеть.Распознавание изображений:Искусственный интеллект используется для анализа изображений с датчиков и камер для обнаружения повреждений оборудования, таких как трещины на изоляторах или коррозия на линиях электропередач. Это помогает операторам сетей быстро выявлять и устранять проблемы.Управление микросетями:Искусственный интеллект может управлять микросетями, которые представляют собой небольшие автономные энергосистемы. Алгоритмы искусственного интеллекта оптимизируют производство и потребление энергии, обеспечивая надежное и отказоустойчивое электроснабжение.По мере того, как искусственный интеллект продолжает развиваться и расширяться его возможности, ожидается, что его роль в современных системах электроснабжения будет расти еще больше, что приведет к дальнейшему повышению эффективности, надежности и отказоустойчивости этих критически важных систем.Идеология и глобальные тенденции формирования интеллектуальной электроэнергетической системы [1].Современная концепция SmartGrid переведенная на русский означает «интеллектуальные сети», или точнее — «интеллектуальные энергосистемы». По своей сути, «интеллектуальная энергосистема» — представляет собой модификацию энергетических систем XX века (которые, как правило, передают энергию от нескольких электрогенераторов к огромному количеству потребителей). Она способна более рационально распределять мощности с учетом малейших изменений параметров и условий спроса и предложения, а также позволяет связать стоимость и время потребления энергии. Благодаря принципам построения «интеллектуальной сети» энергосистема может быстро реагировать на любые колебания в всех звеньях — генерации, распределения и потребления электрической энергии.Энергетики SmartGrid позиционирует как «автоматизированную» энергетическую систему, который обеспечивает двусторонний поток электрической энергии и информации между электрическими станциями и потребителями. за счет применения новейших технологий, инструментов и методов, SmartGrid дополняеет электроэнергетику «знаниями, технологиями», позволяющими быстро повысить эффективность функционирования энерго системы».Можно отметить, что на сегодняшний день публично представленные принципы и варианты данной концепции не рассматриваются как окончательные и нормативно закрепленные. Их развитие, конкретизация и апробация рассматриваются за рубежом как одна из основных задач.Прежде всего, следует подчеркнуть, что в рамках развиваемой концепции отражены и интегрированы большинство современных научно-технических, методологических, управленческих и технологических направлений, развиваемых как самостоятельные. Что может представлять интерес при разработке подобных аналогичных стратегий, программ и проектов. Проведенный анализ позволяет сформулировать следующие исходные положения, принятые при разработке и развитии концепции SmartGrid:1. Концепция SmartGrid предполагает системное преобразование электроэнергетики (энергосистемы) и охватывает все ее основные элементы: генерацию, передачу и распределение (включая и коммунальную сферу), сбыт и диспетчеризацию,2. Энергетическая система в будущем рассматривается как подобная сети Интернет-инфраструктуры, предназначенная для поддержки энергетических, информационных, экономических и финансовых взаимоотношений между всеми субъектами энергетического рынка и другими заинтересованными сторонами сторонами,3. Развитие и функционирование энергетической системы должно быть направлено на удовлетворение согласованными всеми заинтересованными сторонами основных требований – ключевых ценностей, выработанных в результате совместного видения всеми заинтересованными сторонами целей и путей развития энергетики,4. Долгосрочное преобразование электроэнергетики должно быть направлено на развитие существующих и создание новых функциональных свойств энергосистемы и ее элементов, обеспечивающих в наибольшей степени достижение этих ключевых ценностей,5. Электрическая сеть рассматривается как основной объект формирования нового технологического базиса, который даст существенного улучшения имеющихся и создания новых свойств энергосистемы,6. Разработка концепции комплексно охватывает все основные направления развития: от исследований до практического применения и размножения и улучшает научную, нормативно-правовую, экономическую, социальные, технологическую, организационно-техническую, управленческо-информационные сферы,7. Реализация концепции носит инновационный характер и отражает переход к новому. Этот факт обуславливает как масштабность и сложность проблемы, так и позиционирование ее в первую очередь как системной задачи, включая необходимость разработки и применения новых методов планирования, организации и управления такого рода работ.Методология разработки концепции SmartGrid основана на современных подходах теории стратегического управления. Она определяет стратегическое видение развития в электроэнергетике, что включает в себя понимание ее роли и места в современном и будущем обществе. Это видение устанавливает цели, требования к развитию, подходы, принципы и способы их достижения, а также необходимый технологический базис. Формирование стратегического видения опирается на потребности и интересы широкого круга заинтересованных сторон, таких как компании, отрасли, государственные структуры и т.д. Оно создает согласованную основу для выбора направлений развития, определения конкретных целей, разработки стратегии и принятия управленческих решений. Подходы к разработке концепции SmartGrid привлекли представителей традиционной структуры отрасли, а именно генерацию, передачу, распределение, диспетчеризацию, поставщиков коммунальных услуг, конечных потребителей, государственные структуры, регулирующие органы, производителей оборудования и технологий, исследовательские институты, академии, строительные организации, поставщиков сервисных услуг и банки. Все эти участники играют важную роль в успешном внедрении SmartGrid.Данный метод направлен на обеспечение развития отрасли, при котором изменения в ней главным образом должны рассматриваться с позиций получения выгод для заинтересованных сторон, что позволяет обеспечить их поддержку и большую вовлеченность в реализацию преобразований. Главная роль среди заинтересованных сторон в этом случае принадлежит потребителю, обеспечивающему, в конечном счете, оплачиваемый им спрос на продукцию и услуги электроэнергетики. Требования других заинтересованных сторон в основном, достигаются за счет создания ценности для потребителя, которую формирует не собственно продукт или услуга, а полезный эффект, получаемый от их применения.Таким образом, начальной точкой разработки концепции SmartGrid в большинстве развитых стран стало формирование конкретного стратегического пути - планы и задач развития электроэнергетики, отвечающей будущим требованиям общества и всех заинтересованных сторон: государства, науки, экономики, бизнеса, потребителей и других институтов. Разработка стратегического видения исходила из следующего базового положения: «Осуществить прорыв в энергетической системе посредством изменения технологий XXI века, чтобы достичь плавного перехода на современные технологии в генерации, передаче и потреблении электрической энергии, которые обеспечат выгоды для государства и потребителям общества». В результате, SmartGrid ориентирована на создание умной сети, способной эффективно управлять и распределять энергию, интегрировать возобновляемые источники энергии, обеспечивать стабильность и надежность системы, снижать нагрузку на существующие инфраструктуры, а также уменьшать негативное воздействие на окружающую среду в результате оптимизации потребления электроэнергии.Заключение.Использование интеллектуальных систем учета энергоресурсов в системе электроснабжения предприятия является важным шагом на пути повышения эффективности производства, снижения затрат и минимизации негативного воздействия на окружающую среду. Системы учета обеспечивают точные и своевременные данные о потреблении энергии, а также помогают оптимизировать использование ресурсов [3] и снизить затраты. Это позволяет предприятиям достигать экономической эффективности и устойчивого развития в условиях постоянно меняющейся энергетической среды, значительно повышает ее надежность, безопасность и эффективность. Технологии машинного обучения, анализа данных и автоматизации играют важную роль в оптимизации работы предприятий, обеспечении их стабильной и безаварийной работы. Внедрение интеллектуальных систем в энергетике является важным шагом на пути совершенствования систем электроснабжения и обеспечения устойчивого развития промышленности.
Номер журнала Вестник науки №6 (75) том 2
Ссылка для цитирования:
Алтынбаев А.Р. ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УЧЕТА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ // Вестник науки №6 (75) том 2. С. 2180 - 2191. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/15821 (дата обращения: 23.05.2025 г.)
Вестник науки © 2024. 16+