2024年北斗融合人工智能技术驱动能源行业创新应用发展报告

2024年11月7日 1编著背景 以技术融合驱动行业高质量创新发展 北斗卫星导航系统是我国战略空间基础设施，是国家综合定位导航授时体系的核心：北斗卫星导航技术是卫星通信、天体力学、大地测量学、计算机科学等多学科交叉产生的一门技术。人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学。两者均为现代化的时空信息技术与服务体系中不可分割的组成部分。目前，结合两者的优势，已在诸多行业和方向中有了一定的探素发现，取得了一定的成绩。包括无人驾驶、机器人、无人车、无人机等多种多样的无人系统领域等。 在能源电力领域，北斗与人工智能技术的结合，将带动能源电力行业快速发展，为生产运行、企业经营管理等能源互联网数字化、智能化转型奠定基础。同时还将催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式，助力能源电力转型升级和高质量发展。 为此，在中国卫星导航定位协会能源北斗与时空服务专业委员会组织下，国网思极位置服务有限公司、国能数智科技开发（北京）有限公司、国网湖北省电力有限公司武汉供电公司、无锡广盈集团有限公司、北京理工大学等单位共同参与《北斗融合人工智能技术驱动能源行业创新应用发展报告》编著工作。 2024年能源北斗与时空智能创新技术应用大会 篇章设置 第二章 第一章 第三章 北斗与人工智能融合现状 概述 北斗卫星导航系统概述人工智能技术概述能源行业数字化转型 北斗与人工智能技术融合背景北斗与人工智能技术融合关键方向北斗与人工智能技术融合产业趋势 第四章 第五章 第六章 北斗与人工智能技术在智能发电领域的融合应用 电网领域的融合应用 智能调控·智能输电·智能配电智能交互终端·智能基建·智能安监虚拟电厂 智慧火力发电·智慧水力发电智慧风力发电智慧光伏发电 2024年能源北斗与时空智能创新技术应用大会 3内容概况 第一章概述-北斗与人工智能技术概述 北斗卫星导航系统概述 人工智能技术概述 北斗系统在能源领域应用概述 北斗系统的技术特点 人工智能的关键技术 人工智能的概念及发展历程 北斗系统的发展历程 人工智能在能源领域应用概述 在石化行业，利用北斗高精度定位实现对位移数据动态监测监控和分析，发现石化区地尚沉降、罐体位移、军棚形变等安全隐康，及服报，及时处置，为降低风险和科学决策提供依据，在电网行业，利用北斗系统支撑电网安全生产和业务管理，包括变电站机器人巡检输电线路的无人机退检、电力调皮中的时闯同步，无公网量蓝地区的用电信总采货■在光伏行业，利用北斗系统智能优化和安全保造等 ■漏合星座，抗进挡能力强，发据三额信号，有效削弱电商层影响，提高定位的可革■具备定位导然授时、星基增强、地基瑞强，精单点定位，超报文通信和国际接款等多科服务能力承统采用了量间链路技术并在星或原定热控等众多关键技术上实现了突破 ■人工智能技术架构从底层到顶层，可以分为基础层、技术层和应用层三个层级生成式人工智能是近年来人工智能领域的个重要突被，它不仅能够理解和分析数据还能生成新的有意义的内容，如文本、图像、音频县机，生成式人工智能的强大的生成能力，依赖于大规模语言草型■生成式人工智能最核心技术分别是Transformer架构和基于人类反惯的强化学习。 →■研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理■从1956年达特茅斯会议正式提出人工智能这一概念以来，Al的发展经历了几次起伏21世纪初，随题着大数据云计算和深度学习算法的突破，新一代人工智能开智能进入了快速发展期其中深度学习等生成式人工留能光为引人注目 →■按照“三步走“的发展战路，积极稳妥地开展系··坚持“自主，开放、兼统建设容、新进的原则建设和发展北斗系统，使其不但是中国的北斗，也是世界的北斗，更是流的北斗， ■应用人工智能，可优化能通生产和分配，提高预测准确性、实现智能控制和维护增强客户体验等，极大地提升能源系统的整体性能■在新能源发电方面，应用人工智能技术分析历史风速风肉、气温等数插，结合天气预报模费，可准确预测风能发电量：结合地理位置天气伏况，太阳辐射强度等数据，能准确顶测光伏发电合理安排发电计划等量：这有助于电网调度部门 2024年能源北斗与时空智能创新技术应用大会 内容概况 第一章概述一能源行业数字化转型 推动能源行业向更加智慧、更加安全、更加友好的能源互联网升级 能源行业对北斗与人工智能融合创新需求 面临的挑战 数字化转型现状 新型电力系统数字技术支撑体系构建了数据的“采、传存、用”架构，统等基础设施、感知管理、数据汇聚、支撑平台和应用构建，实现设备透明化、数据透明化、应用透明化 电网行业 电网行业 数据治理和应用方面：人工智能大模型带来的数据量庞大，企业需要加强数据治理，提升数据质量，实现数据的高效利用和价值挖掘，以支持数字化转型和管理决策。 发电企业积极参与新型电力系统建设和企业数字化工作将数字技术融入业务场景，通过电对象、过程、规则的数字化，实现智慧运营科学决策精准服务 发电行业 发电行业 新技术应用和风险管理方面：近些年来能源行业安全事故频发，需要加强安全能力建设，在提高人员安全意识的同时，加大自主可控关键技术的投入，确保在数字化进程中电网、发电、油气、煤炭业务运营的安全性和稳定性。 构建了数据的“感、传、智、用”架构，实现业务现场数据的采集，传输、处理及应用，提升油气行业从勘探、采集、加工、运输到销售等全过程的感知、处理及传输自动化管控能力 油气行业 油气行业 煤炭行业 煤炭行业 积极引入工业互联网、大数据、人工智能等现代信息技术，重塑生产、管理和运营等各个环节， 第二章北斗与人工智能融合现状融合背景 内容概况 2第二章北斗与人工智能融合现状融合关键方向与产业趋势 内容概况第三章北斗与人工智能在智能煤炭领域的融合应用 智慧露天矿场景中的应用 北斗+AI在”数字矿山”钻机布孔作业环节中的应用 边坡地表位移智能化监测应用 北斗高精度定位与人工智能应用于空一天一地协同的地表位移智能监测，实现数据存储和信息的直观显示，解决边坡复杂观测环境下一系列难题，为灾害预警和决策提供科学依据。 通过北斗高精度定位对钻机布孔的测量和控制可达小于5cm的精度，实现了钻孔作业的智能化、可视化和自动化。 井工煤矿地面数智化应用 井工煤矿地下数智化应用 北斗+井下IoT实现井下机电设备、传感器的定位、作业机器人的定位、导航。 “北斗+数据”通过精确定位和实时监控，极大提升了矿区作业的安全性，优化了资源调配，增强了应急救援能力，为井工矿智能化和自动化管理提供了强有力的技术支撑 北斗+AI+BIM+井下管网运维实现管网的运行状态、跑冒滴漏监测、远程控制，缆线标准化、数字化管理。 内容概况第三章北斗与人工智能在智能煤炭领域的融合应用 智能煤化工场景中的应用 煤化工园区智能巡检 智能煤化工厂 智能煤化工厂通过集成北斗系统高精度位置服务，实现生产自动化、管理数字化，提升效率和安全，降低成本，具有高效、环保、创新的特点。 智能巡检机器人与北斗卫星导航系统的高效结合，在煤化工园区可及时发现潜在问题，快速实现安全隐患排查，为巡检工作提供精确、可靠的技术支持 高大建（构）筑物变形监测与预警 智能生产调度 搭建高普适性的基于北斗的智能生产调度系统核心体系，通过生产调度过程中数据采集、智能分析、调度决策和人机交互功能，实现智能车间的高效节能生产 利用北斗导航技术在地质监测和预警方面的独特优势，实现对高大建（构）筑物土壤沉降边坡稳定性等关键技术参数的实时监测 内容概况第四章北斗与人工智能在智能油气领域的融合应用 智能勘探开发场景中的应用 边缘井生产数据采集分析预测 机器人场站巡检 利用北斗精准定位导航赋能低速无人驾驶技术，成功研发融合北斗、激光雷达、惯导系统于一体的北斗防爆智能巡检机器人开展油气场站智能化、数字化巡检，实现场站无人值守、降本增效、安防提升的目标 利用北斗短报文通信技术，构建井场数据传输服务系统，将井场温度压力等现场生产数据进行实时回传，同时，结合人工智能技术，对采集后的数据进行处理，实现油田数据的处理模型建立和决策支持 无人机输油管线监测 利用在无人机上搭载摄像头等载荷，融合北斗高精度定位、人工智能等技术，搭建一套基于北斗+AI技术的无人机输油管线监测系统，可实现无人机管线监测应用过程中的全流程、全自主空中巡护 内容概况第四章北斗与人工智能在智能油气领域的融合应用 智能炼油与化工场景中的应用 机器人厂区巡检 厂区室内外安全监测 基于北斗高精度定位技术，搭建一套覆盖厂区范围的机器人厂区巡检系统，集成先进的传感器、AI图像识别、大数据分析等先进技术，能够24小时不间断地在炼化厂区内自主巡逻。智能巡检机器人还具备深度学习能力，能够实时分析巡检数据，及时发现并预警潜在的安全隐患与设备故障。 基于北斗高精度定位，融合5G、蓝牙UWB等室内定位以及人工智能等技术，建设“人员定位管理系统”，采用实时定位、轨迹回放、电子围栏等技术，有效识别和跟踪进入生产储存区以及特定区域的人员位置对违规行为监控报警，辅助电子巡检、特殊作业全过程管控等，满足应急管理部机油气行业企业对人员聚集风险监测预警功能具体要求。 内容概况第五章北斗与人工智能在智能电网领域的融合应用 智能调控场景中的应用 新能源智能调控与仿真 广域智能调控监测 以采用北斗授时技术的同步相量测量装置为基础，并采用人工智能方法，构建广域测量系统（WAMS），在同一参考时间框架下捕到大规模互联电网各个节点的实时信息，并将这些信息编码，以特定的数据格式通过高速数据传输系统发送至数据分析中心为电力系统稳态及动态测量与控制提供信息。 针对新能源的特点，利用人工智能和大数据技术，深度挖掘和高效利用电网基于北斗定位授时的广域时空信息，以此来驱动的大电网智能化调控，并开展基于数字李生技术的大电网智能调控仿真，确保调控的安全性和有效性。 内容概况第五章北斗与人工智能在智能电网领域的融合应用 智能输电场景中的应用 输电线路地质灾害监测与评估 输电线路无人机智能巡检 利用电力北斗地基增强系统提供的高精度定位服务，开展电力无人机自主路径规划和巡检，并利用人工智能技术，进行缺陷识别等大幅提高巡检效率 将北斗实时厘米级高精度位置解算和事后毫米级高精度位置解算相结合，并结合加速度计等测量传感器，对输电线路地质灾害进行快速监测，并利用人工智能方法进行灾损评估，提高运维的及时性， 输电线路防山火智能监测与预警 巡检应急指挥自动化 利用北斗高精度定位和短报文通信，以及自组网通信等技术，快速构建应急安全作业区域并实现应急指挥协同，确保现场工作人员的安全作业。同时采用神经网络方法，实现北斗短报文传输图像的压缩。 利用卫星遥感、北斗高精度定位、无人机智能巡检等技术，构建井完善“星-空-地-人”立体化监测预警体系，发挥卫星遥感大范围监测和无人机自动化、常态化、精细化监测的优势，实现对山火的有效监测预警。 内容概况第五章北斗与人工智能在智能电网领域的融合应用 智能配电场景中的应用 配网数字化 配电自动化 利用北斗短报文通信功能，解决了偏远无公网地区配电台区数据的及时传送，并采用北斗的高精度授时和定位，以及配电智能终端和边缘计算技术，更精准地实现了配电自动化 利用北斗高精度定位功能，开展配网大规模设备位置的精准采集，结合人工智能技术在GIS平台上实现自动成图，提升了配网数据治理的水平。 配网故障智能分析与定位 配网智能负控与均衡 通过北斗短报文通信模块采集负控终端的电能量数据，并接收自动化负控模块下发的指令。利用基于北斗授时定位的负控终端，形成不同时间和空间维度的柔性控制策略，提高了负控的执行效率 利用北斗高精度授时和定位功能，结合人工智能神经网络和机器学习以及专家系统，现对配网故障信息的精准采集和分析定位 内容概况第五章北斗与人工智能在智能电网领域的融合应用 智能