2023年，能源和公用事業(yè)領(lǐng)域的AI全球市場規(guī)模達到了105.6億美元，預(yù)計到2030年將激增至457.8億美元，這標志著AI將在重塑未來電力系統(tǒng)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

與此同時，非洲城市正處于能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵節(jié)點，整個非洲大陸仍有近6億人無法用電，若不首先對基礎(chǔ)電網(wǎng)設(shè)施進行現(xiàn)代化改造，建設(shè)包容性且可持續(xù)的智慧城市的目標將難以實現(xiàn)。隨著對老舊資產(chǎn)的升級改造以及對服務(wù)不足社區(qū)的電力接入擴展工作的加強，AI正迅速成為這一轉(zhuǎn)型的催化劑。

非洲能源格局的演變凸顯了對更智能、響應(yīng)更迅速的電網(wǎng)系統(tǒng)的迫切需求

傳統(tǒng)電網(wǎng)是為一個更簡單、單向的世界而設(shè)計的，那時電力從集中式發(fā)電廠流向被動消費者，這種為行業(yè)服務(wù)了一個多世紀的線性模式，如今已不再足夠。如今，電力網(wǎng)絡(luò)已變得內(nèi)在多向化，城市中心正見證著大量既作為消費者又作為發(fā)電者的涌現(xiàn)，如安裝了屋頂太陽能板并將電力回饋電網(wǎng)的家庭或企業(yè)，同時，電氣化程度的提高、極端天氣事件、老化的基礎(chǔ)設(shè)施以及可再生能源的整合，都使得電網(wǎng)更加不穩(wěn)定和復(fù)雜。

這種動態(tài)環(huán)境需要的不僅僅是物理升級，它還要求網(wǎng)絡(luò)具備智能性?，F(xiàn)代智能電網(wǎng)不僅由傳感器和自動化設(shè)備定義，更在于其解讀、適應(yīng)并基于海量實時數(shù)據(jù)采取行動的能力，而這種智能必須得到智能管理，這正是AI不可或缺之處：它能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測分析、自主決策，并在去中心化、數(shù)字化和多向化的能源格局中實現(xiàn)無縫協(xié)調(diào)。

AI：現(xiàn)代電網(wǎng)的智能引擎

當AI與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合時，它實際上為電網(wǎng)賦予了一個功能性的大腦，使其能夠?qū)崟r感知、分析和行動。AI算法處理來自智能電表、電網(wǎng)傳感器、天氣預(yù)報甚至社交媒體的海量數(shù)據(jù)，以檢測模式并生成遠超手動系統(tǒng)能力的可操作見解，這一演變使公用事業(yè)公司能夠從被動運營轉(zhuǎn)向預(yù)測性和主動性電網(wǎng)管理。

例如，AI驅(qū)動的預(yù)測模型利用歷史消費模式、天氣預(yù)報和實時傳感器輸入來準確預(yù)測電力需求，這種預(yù)見性使運營商能夠優(yōu)化發(fā)電和儲能規(guī)劃，降低停電風險。在南非等國家，突然的需求激增或發(fā)電短缺歷史上曾導致嚴重的限電，而這種預(yù)測能力具有變革性，有助于從危機響應(yīng)轉(zhuǎn)向長期電網(wǎng)韌性。

此外，智能電表數(shù)據(jù)在提升峰值負荷管理和運營效率方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。AI系統(tǒng)可以分析詳細的消費數(shù)據(jù)，以識別高需求時段，從而實施分時電價(ToU)以激勵非高峰時段用電，并平滑需求曲線。集成需求響應(yīng)管理(DRM)策略可以在高峰時段自動向非關(guān)鍵電器(如空調(diào)或熱水器)發(fā)出信號，使其降低運行功率，從而在不損害用戶舒適度的情況下減輕電網(wǎng)負擔，這種實時協(xié)調(diào)有助于穩(wěn)定電網(wǎng)，并減少對昂貴基礎(chǔ)設(shè)施升級的需求。

AI還支持停電預(yù)測和規(guī)劃，通過電網(wǎng)參數(shù)的異常檢測來預(yù)測潛在故障。在發(fā)生中斷時，智能系統(tǒng)可以重新路由電力流動，以最小化影響并加速恢復(fù)。

隨著非洲社區(qū)擴大分布式能源資源的使用，AI在將這些資產(chǎn)整合為一個協(xié)調(diào)系統(tǒng)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。機器學習模型可以動態(tài)確定本地和電網(wǎng)供電能源的最佳組合，確?？稍偕茉吹挠行Ю茫浣Y(jié)果是一個自優(yōu)化、多向化的智能電網(wǎng)，該電網(wǎng)不僅能夠?qū)崟r平衡供需，還能適應(yīng)日益分散化、數(shù)據(jù)豐富且消費者驅(qū)動的能源格局。

從可靠性到可持續(xù)性

AI在智能電網(wǎng)中的承諾并非抽象，它為公用事業(yè)公司和公民帶來了實實在在的好處。智能分析可以檢測設(shè)備行為中的異常(如變壓器中的異常振動或電壓波動)，這些異常往往是故障的前兆。公用事業(yè)公司已開始在渦輪機、變壓器和輸電線路等關(guān)鍵資產(chǎn)上安裝物聯(lián)網(wǎng)傳感器，以實現(xiàn)這一點。AI系統(tǒng)實時分析傳感器數(shù)據(jù)，并可以提醒工程師即將發(fā)生的問題，甚至觸發(fā)自動預(yù)防措施，這種預(yù)測性維護避免了災(zāi)難性故障和大范圍停電。

竊電和電費拖欠是許多地區(qū)長期存在的挑戰(zhàn)。據(jù)估計，全球公用事業(yè)公司每年因客戶繞過電表或不支付賬單而損失893億美元。非洲也不例外——尼日利亞的竊電行為或南非城鎮(zhèn)的非法連接直接影響公用事業(yè)公司的財務(wù)狀況和服務(wù)質(zhì)量。AI可以通過分析消費模式來標記可疑異常，幫助解決這一問題。配備AI的先進圖像識別和無人機還可以巡邏電力線路，以發(fā)現(xiàn)非法連接或破壞行為。通過精確定位損失發(fā)生的位置，公用事業(yè)公司可以采取有針對性的行動，改善收入回收并減少浪費。這最終也有利于誠實消費者，因為公用事業(yè)公司能夠加強投資更好基礎(chǔ)設(shè)施的能力，而不是注銷損失。

或許AI驅(qū)動的智能電網(wǎng)最重大的影響之一是它們?nèi)绾未龠M清潔能源的更大使用。太陽能和風能等可再生能源在非洲各地都很豐富，但它們本質(zhì)上是間歇性的。AI通過預(yù)測可再生能源輸出(例如，在風暴來臨前預(yù)測太陽能發(fā)電量的下降)并與其他能源或儲存能源進行平衡來提供幫助。智能控制系統(tǒng)可以決定何時為電池組充電、何時從電池組放電，以及如何平穩(wěn)地將可再生能源與傳統(tǒng)發(fā)電相結(jié)合，以維持穩(wěn)定的電力流動。

這意味著城市可以可靠地融入更高比例的綠色能源，而不影響穩(wěn)定性。對于一個深受氣候變化影響的非洲大陸來說，能夠構(gòu)建低碳、可持續(xù)且可靠的能源系統(tǒng)是一個巨大的勝利。

因此，含人工智能的智能電網(wǎng)不僅關(guān)乎保持電力供應(yīng)——它們還關(guān)乎以支持長期可持續(xù)性和氣候目標的方式來實現(xiàn)這一點。