Phối hợp lưới năng lượng con người-máy móc: Đội ngũ trong mơ của ngành năng lượng

• tác giả:
•  Cái nhìn sâu sắc-biên tập-1
• 15 Tháng Năm, 2024

Tóm tắt thông tin chi tiết

Các nhà nghiên cứu đang tăng cường khả năng phục hồi của lưới điện trước các cuộc tấn công mạng và thiên tai bằng cách phát triển các công cụ phối hợp con người-máy tiên tiến, tận dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để đưa ra quyết định theo thời gian thực, thông minh hơn. Động thái hướng tới quản lý dựa trên AI này hứa hẹn một mạng lưới hiệu quả, bền vững hơn bằng cách tối ưu hóa phân phối và tiêu thụ năng lượng, thể hiện sự thay đổi từ giám sát thủ công sang quản trị chiến lược, dựa trên dữ liệu. Những tác động đối với xã hội bao gồm cải thiện an ninh năng lượng, sự cần thiết phải đào tạo lại lực lượng lao động và tiềm năng cho các mô hình định giá năng lượng năng động hơn, tiết kiệm chi phí hơn.

Bối cảnh phối hợp lưới năng lượng con người và máy móc

Lưới điện hiện đại ở Hoa Kỳ là một tấm thảm phức tạp gồm các hệ thống được kết nối với nhau, đang đối mặt với những thách thức ngày càng gia tăng đe dọa đến sự ổn định và an ninh của mạng lưới này. Các nhà nghiên cứu của Đại học West Virginia (WVU) đang phát triển các giải pháp tiên tiến để tăng cường sự phối hợp giữa con người và máy móc trong mạng lưới phức tạp này. Với hơn 1.3 triệu USD tài trợ từ Quỹ Khoa học Quốc gia, nghiên cứu của họ tập trung vào việc tạo ra phần mềm và công cụ đào tạo để nâng cao khả năng phục hồi của lưới điện trước các mối đe dọa như tấn công mạng, thiên tai và những phức tạp cố hữu của bối cảnh năng lượng ngày càng mở rộng và đa dạng hóa.

AI đóng vai trò then chốt trong việc chuyển đổi khả năng vận hành của lưới điện, mang lại bước nhảy vọt trong việc quản lý tình trạng tràn dữ liệu và hỗ trợ việc ra quyết định theo thời gian thực. Phần mềm dựa trên AI do nhóm của WVU phát triển, có tên là aDaptioN, tự động cô lập các khu vực có vấn đề trong lưới điện để ngăn chặn sự lây lan của nhiễu loạn. Việc tích hợp AI vào vận hành lưới điện này phản ánh xu hướng rộng hơn trong việc tận dụng công nghệ để giải quyết các thách thức của lưới điện, bằng chứng là việc Bộ Năng lượng gần đây phân bổ 3 tỷ USD tài trợ cho các dự án lưới điện thông minh kết hợp các sáng kiến ​​AI.

Ngoài những lợi ích trước mắt của việc cải thiện khả năng ứng phó với khủng hoảng và an ninh, việc áp dụng AI trong quản lý lưới điện còn báo trước một kỷ nguyên mới về hiệu quả và tính bền vững. Khả năng phân tích các tập dữ liệu khổng lồ của AI cho phép dự đoán và tối ưu hóa chính xác hơn, tạo điều kiện cho hệ thống lưới có khả năng thích ứng và phản ứng nhanh hơn. Các sáng kiến ​​như phần mềm Gridshare của Lunar Energy và sự hợp tác của WeaveGrid với các công ty tiện ích minh họa cho tiềm năng của AI trong việc hài hòa mức tiêu thụ năng lượng với khả năng của lưới điện, tối ưu hóa mọi thứ từ sạc xe điện đến sử dụng năng lượng trong gia đình. 

Tác động gián đoạn

Theo truyền thống, các nhà vận hành lưới điện dựa vào các biện pháp giám sát và điều khiển thủ công để quản lý dòng điện. Tuy nhiên, với AI, những người vận hành này hiện đã được trang bị để xử lý sự phức tạp của lưới điện trong thời gian thực, nâng cao quá trình ra quyết định bằng các phân tích dự đoán và phản hồi tự động. Sự thay đổi này không loại bỏ nhu cầu giám sát của con người mà thay vào đó nâng cao vai trò của người vận hành đối với những người ra quyết định chiến lược, sử dụng AI làm công cụ để dự báo nhu cầu, xác định những gián đoạn tiềm ẩn trước khi chúng xảy ra và tối ưu hóa việc phân phối năng lượng với độ chính xác chưa từng có.

Các công ty trong lĩnh vực năng lượng có thể phải trải qua quá trình nâng cao và đào tạo lại kỹ năng đáng kể cho lực lượng lao động của mình. Khi lưới ngày càng trở nên tự động hóa, các kỹ năng cần thiết để quản lý nó cũng phát triển. Người vận hành và kỹ sư có thể cần phải thành thạo về phân tích dữ liệu, học máy và an ninh mạng để giám sát hiệu quả các hệ thống AI. Do đó, các chương trình giáo dục và đào tạo chuyên nghiệp cần phải thích ứng, tập trung nhiều hơn vào năng lực công nghệ này để chuẩn bị cho thế hệ vận hành lưới điện tiếp theo.

Đối với các chính phủ, xu hướng này có thể khuyến khích cách tiếp cận chủ động hơn trong quản lý lưới điện nhằm tăng cường an ninh năng lượng. Khả năng của AI trong việc phân tích lượng dữ liệu khổng lồ từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm dự báo thời tiết, mô hình tiêu dùng và tình trạng cơ sở hạ tầng, tạo điều kiện thuận lợi cho lập trường chủ động này. Bằng cách tích hợp dữ liệu này, AI có thể dự đoán các vấn đề tiềm ẩn và tự động điều chỉnh các thông số của lưới điện hoặc cảnh báo người vận hành thực hiện các hành động cụ thể, ngày càng trở thành một tính năng quan trọng khi các dịch vụ thiết yếu trở thành con mồi của tội phạm mạng. 

Ý nghĩa của việc phối hợp lưới năng lượng con người và máy móc

Ý nghĩa rộng hơn của sự phối hợp lưới năng lượng giữa con người và máy móc có thể bao gồm: 

• Quá trình chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo được tăng tốc nhờ khả năng quản lý sự biến đổi của lưới điện của AI, góp phần giảm lượng khí thải carbon.
• Các chính phủ thực hiện các quy định chặt chẽ hơn về AI và bảo mật dữ liệu để bảo vệ lưới điện khỏi các mối đe dọa mạng, đảm bảo an ninh quốc gia.
• Các công ty tiện ích áp dụng mô hình định giá linh hoạt dựa trên dự đoán của AI, giúp người tiêu dùng tiêu thụ năng lượng hiệu quả hơn về mặt chi phí.
• Tăng cường đầu tư vào công nghệ lưới điện thông minh, thúc đẩy đổi mới phương pháp lưu trữ và phân phối năng lượng.
• Các cộng đồng nông thôn và những cộng đồng chưa được phục vụ đầy đủ được cải thiện khả năng tiếp cận nguồn điện đáng tin cậy nhờ AI tối ưu hóa các nỗ lực mở rộng và bảo trì lưới điện.
• Các cuộc tranh luận chính trị ngày càng gia tăng về quyền kiểm soát và quyền sở hữu các hệ thống AI trong cơ sở hạ tầng quan trọng, nhấn mạnh sự cần thiết phải quản trị minh bạch.
• Mối lo ngại về quyền riêng tư của người tiêu dùng ngày càng tăng khi dữ liệu sử dụng năng lượng trở nên không thể thiếu hơn trong quản lý lưới điện, thúc đẩy các yêu cầu về các biện pháp bảo vệ dữ liệu nâng cao.
• Khả năng cạnh tranh toàn cầu của các quốc gia bị ảnh hưởng bởi khả năng tích hợp AI vào quản lý lưới điện, ảnh hưởng đến quan hệ quốc tế và thương mại công nghệ năng lượng.

Các câu hỏi cần xem xét

• Quản lý lưới điện dựa trên AI sẽ thay đổi thói quen tiêu thụ năng lượng hàng ngày của bạn như thế nào?
• Khả năng phục hồi lưới điện được tăng cường bởi AI có thể bảo vệ cộng đồng của bạn như thế nào trong các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt?