ВНЕДРЕНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В ЭНЕРГОСБЫТОВЫЕ КОМПАНИИ, ПРИМЕНЯЮЩИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННУЮ СИСТЕМУ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЁТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

АННОТАЦИЯ

В современном мире становится сложно представить отрасль производства, в которой не было бы возможным внедрить и применять искусственный интеллект.  Таким образом, на примере энергосбытовой компании разберём основные преимущества данного нововведения. Основные плюсы при внедрении искусственного интеллекта является высокая степень обработки входящей информации от интеллектуальных приборов учёта электрической энергии, способность оперативно выявлять несанкционированные подключения, вскрытие защитных крышек приборов учёта, их выхода из строя и т.д. А также выявление и определение причин повышения напряжения в электрической сети и передачи данной информации в сетевые организации. Результат анализа позволяет рекомендовать внедрение искусственного интеллекта в энергосбытовые компании с целью повышения производительности, кроме того, позволяет снизить затраты на рабочую силу и освободить сотрудников для выполнения более творческих и стратегических задач.

ABSTRACT

In today's world, it is becoming difficult to imagine the manufacturing industry, in which it would not be possible to implement and use artificial intelligence. Thus, using the example of an energy distribution company, we will analyze the main advantages of this innovation. The main advantages of implementing artificial intelligence are the high degree of processing incoming information from smart electricity metering devices, the ability to promptly detect unauthorized connections, opening of the protective covers of metering devices, their failure, etc. As well as identifying and determining the causes of increased voltage in the electrical network and transmitting this information to network organizations. The analysis results suggest that the implementation of artificial intelligence in energy distribution companies can lead to increased productivity, reduced labor costs, and the ability to free up employees for more creative and strategic tasks.

Ключевые слова: производство, искусственный интеллект (ИИ), внедрение, интеллектуальные прибора учёта, производительность, причины и их анализ.

Keywords: production, artificial intelligence (AI), integration, intelligent metering devices, efficiency, causes and their analysis.

Введение

Современный мир обладает разнообразными видами получения электрической энергии - традиционными и альтернативными способами. К традиционным относятся: тепловые, атомные и гидроэлектростанции. К альтернативным способам относятся: ветроэнергетика, гелиоэнергетика, водородная энергетика, волновая и приливная энергетика и геотермальная энергетика. Каждая из способов выработки электроэнергии удобна в тех или иных условиях их производства.

 История формирования электрических сетей ХХ века и их развитие, даёт возможность нам понять и оценить, а также сделать логический выбор и определить направления улучшений, выполнить поиск способов решения современных проблем и их устранение. Заблаговременно произвести работу путём модернизации уже существующих сетей, это является важной стратегией для обеспечения надёжности и эффективности. Постоянное обновление инфраструктуры позволяет предотвратить возможные сбои, повысить пропускную способность и адаптировать сети к современным требованиям. Такой подход снижает затраты на капитальный ремонт в будущем и обеспечивает стабильную работу систем в долгосрочной перспективе. В условиях быстрого технологического прогресса своевременная модернизация становится ключевым фактором конкурентоспособности и безопасности потребителей электрической энергии.

Мировое потребление электричества с каждым годом будет продолжать возрастать, поэтому приходится задействовать все доступные способы его выработки путём их получения из возобновляемых и невозобновляемых источников энергии.

К середине ХХI в. прогнозируется удвоение потребления энергетических ресурсов и утроение потребления электрической энергии. Вместе с этим обостряются проблемы, связанные с надёжным обеспечением человечества энергией на приемлемых условиях [1, с 8]. Помощь в достижении успехов в этом нелёгком труде, отчасти необходимо передать современному искусственному интеллекту. Необходимо отчётливое понимание в их взаимосвязи и связи со всеми реалиями современного мира. В данных условиях значимость приобретает обширная техническая и научная компетентность сотрудников, а также обширные знания не только в электроэнергетике, но и понимание смежных направлений.

В условиях современного развития энергетического сектора и растущих требований к эффективности и надёжности работы энергосбытовых компаний, внедрение инновационных технологий становится ключевым фактором их конкурентоспособности. Сегодня одним из наиболее перспективных направлений является использование искусственного интеллекта (ИИ), который способен значительно повысить качество анализа данных, автоматизировать процессы и снизить операционные издержки. Особенно актуально применение ИИ в системах автоматического контроля и учёта электроэнергии (АСКУЭ), являющихся основой для точного и своевременного определения объёмов потреблённой энергии, формирования тарифов и предотвращения потерь. Автоматизированные системы контроля и учёта электроэнергии позволяют собирать и обрабатывать большие объёмы данных в реальном времени, что создаёт условия для внедрения интеллектуальных алгоритмов, способных выявлять аномалии, прогнозировать потребление и оптимизировать работу энергосбытовых компаний.

Цель данной статьи — исследовать возможности и перспективы внедрения искусственного интеллекта в деятельность энергосбытовых компаний, использующих автоматизированные системы контроля и учёта электроэнергии. В работе рассматриваются современные подходы к интеграции ИИ, анализируются преимущества, которые он может принести, а также выявляются основные вызовы и риски, связанные с его внедрением. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности работы энергосбытовых организаций, улучшения качества обслуживания потребителей и обеспечения устойчивого развития энергетического сектора в условиях цифровой трансформации.

Для достижения цели необходимо:

1. проанализировать современные подходы и технологии внедрения искусственного интеллекта в энергосбытовые компании;
2. исследовать особенности автоматизированных систем коммерческого учёта электроэнергии и их возможности для интеграции ИИ;
3. определить основные преимущества использования ИИ в сфере учёта и управления электроэнергией;
4. выявить существующие вызовы и риски при внедрении ИИ в энергосбытовые компании;
5. разработать рекомендации по эффективной реализации ИИ-технологий в системах коммерческого учёта электроэнергии;
6. провести сравнительный анализ эффективности внедрения ИИ на примере конкретных кейсов или предприятий.

Материалы и методы исследования

Искусственный интеллект (ИИ) — это технология, которая позволяет машинам выполнять задачи, традиционно требующие человеческого интеллекта: обучаться, распознавать образы, понимать язык, принимать решения. Простыми словами, ИИ — это способность машин имитировать интеллектуальные функции человека. Работа искусственного интеллекта основана на использовании алгоритмов и моделей для обработки данных и принятия решений.

В рамках данного исследования использовались комплексный подход, включающий аналитический, сравнительный и эмпирический методы. Основные материалы для анализа составляли научные статьи, техническая документация, стандарты и отчёты по внедрению искусственного интеллекта в энергетическом секторе, а также данные реальных энергосбытовых компаний, использующих автоматизированные системы коммерческого учёта электроэнергии.

Для оценки эффективности и перспектив внедрения ИИ применялись методы сравнительного анализа существующих решений, позволяющие выявить преимущества и недостатки различных подходов. Моделирование процессов автоматизированного учёта и анализа данных осуществлялось с помощью специализированных программных средств, таких как системы машинного обучения и аналитические платформы. Рассматривались ситуационные анализы конкретных примеров внедрения ИИ в российских и зарубежных энергосбытовых компаниях, что позволило выявить практические особенности и возможные сложности реализации.

Дополнительно проводились экспертные опросы специалистов в области энергетики, информационных технологий и автоматизации, что позволило получить качественные оценки текущего состояния и перспектив развития технологий. Статистическая обработка собранных данных проводилась с использованием методов описательной статистики и анализа тенденций, что обеспечило объективную оценку эффективности предложенных решений.

 Изучение возможностей и вызовов интеграции ИИ в автоматизированные системы учёта электроэнергии является актуальной задачей современного научного и практического развития. Внедрение искусственного интеллекта позволяет повысить точность и своевременность сбора данных, оптимизировать управление энергопотоками и снизить операционные издержки. Однако при этом возникают значительные технические и этические вызовы, связанные с обеспечением безопасности данных, надёжностью систем и предотвращением возможных сбоев. Кроме того, необходимо учитывать вопросы стандартизации и совместимости различных решений, а также подготовку кадров для работы с новыми технологиями. Решение этих задач позволит создать более эффективные, устойчивые и интеллектуальные системы учёта электроэнергии, способные адаптироваться к быстро меняющимся условиям энергетического рынка и способствовать переходу к более экологически чистым источникам энергии.

Результаты обсуждения

В результате проведённого исследования удалось определить наиболее значимые функциональные значения ИИ в улучшении работы энергосбытовых организаций.

Так, например внедрение искусственного интеллекта в энергосбытовые компании происходит в разных странах, включая Китай, США и Германию Рисунок 1. В данных странах технология внедрения ИИ используется для оптимизации генерации, распределения и потребления электрической энергии, автоматизации процессов и снижения нагрузки на сотрудников.

Рисунок 1. Внедрение искусственного интеллекта за рубежом

Для внедрения ИИ в отечественную систему АСКУЭ определён ряд преимуществ:

- быстрые решения. ИИ отрабатывает и анализирует огромные массивы данных за короткий промежуток времени, определяет закономерности и тенденции. При таком результате решения можно принимать на 20 – 40% быстрее и на основе полученных фактов снижать риски, что позволит благоприятно влиять на бизнес-процессы;

- автоматизация рутинных процессов. Повышение общей эффективности работы, благодаря искусственному интеллекту, который берёт на себя до 60 – 80% стандартных задач, снижая нагрузку сотрудников и высвобождая их время для стратегических задач;

- повышение точности прогнозов. ИИ благополучно рассчитывает сложные взаимосвязи и большое количество факторов, влияющих на точность прогнозов продажи, спрос на электроэнергию, ориентировочно от 10 – 30% по сравнению с традиционными методами. Это позволяет снизить затраты и убытки;

- оптимизация ресурсов и затрат. ИИ-решения снижают издержки на 5 – 15%, минимизируют простои и увеличивая производительность, наиболее эффективнее распределять рабочую силу, логистику и мощности;

- выявление скрытых возможностей. Алгоритмы, из которых состоит искусственный интеллект умеют находить закономерности и связи, которые трудно заметить человеку. Например, анализируя большие объёмы данных о потреблении электроэнергии, ИИ может обнаружить скрытые паттерны, такие как временные зависимости, сезонные колебания или аномалии в потреблении. Эти алгоритмы, основанные на машинном обучении и нейронных сетях, позволяют предсказывать пики нагрузки, оптимизировать распределение ресурсов и своевременно выявлять возможные сбои или утечки. Таким образом, искусственный интеллект значительно повышает эффективность и надёжность систем учёта электроэнергии. Это помогает определять новые точки роста, источники дохода, возможности для улучшения продуктов и сервисах бизнес-процессов в электроэнергетике;

- конкурентное преимущество. Энергосбытовые организации, а также другие электроэнергетические компании, применяющие ИИ, быстрее адаптируются к изменениям рынка, тестируют новые идеи и предлагают потребителям электрической энергии современные решения, опережая конкурентов.

Стоит отметить и некоторые риски связанные с внедрением ИИ:

• угроза безопасности и конфиденциальности. Процессы хранения и обработки персональных данных несут в себе потенциальную угрозу утечек информации и нарушению конфиденциальности. Системы, основанные на искусственном интеллекте, могут быть задействованы в создании усовершенствованных кибератак, включая фальсификацию данных и нападения на объекты критической инфраструктуры.
• устойчивость и надёжность. Искусственный интеллект не является совершенным инструментом и нуждается в человеческом надзоре для верификации ключевых данных. Ошибочные решения, основанные на недостоверности информации от ИИ, могут привести к значительным финансовым потерям для компании.

Внедрение искусственного интеллекта в деятельность энергосбытовых компаний включает в себя две ключевые составляющие: техническую и коммерческую.

Техническая составляющая охватывает разработку, интеграцию и эксплуатацию интеллектуальных систем и технологий. Это включает создание и настройку алгоритмов машинного обучения для прогнозирования потребления, обнаружения аномалий и автоматизации расчётных процессов, а также внедрение современных информационных платформ для обработки больших данных. Важным аспектом является обеспечение надёжности, безопасности и масштабируемости систем, а также интеграция ИИ с существующими автоматизированными системами учёта и управления. Техническая реализация требует наличия квалифицированных специалистов, современных программных решений и инфраструктуры, способной обрабатывать большие объёмы данных в реальном времени.

Коммерческая составляющая связана с экономическими и стратегическими аспектами внедрения искусственного интеллекта. Она включает оценку затрат на разработку и внедрение технологий, а также анализ ожидаемой экономической эффективности — снижение операционных расходов, повышение точности расчётов, снижение потерь и улучшение качества обслуживания потребителей. Важным элементом является формирование бизнес-моделей, позволяющих максимально использовать потенциал ИИ для повышения конкурентоспособности компании, а также управление рисками, связанными с внедрением новых технологий. Кроме того, коммерческая составляющая включает взаимодействие с потребителями, повышение их удовлетворённости и доверия за счёт более точных и прозрачных расчётов, а также создание новых сервисов на базе интеллектуальных решений.

Таким образом, успешное внедрение ИИ требует сбалансированного подхода, сочетающего техническую реализацию и стратегические бизнес-решения, что обеспечивает максимальную отдачу от инвестиций и устойчивое развитие компании.

Выполним гипотетический расчёт сценария внедрения ИИ в энергосбытовую компанию. Для числового расчёта определим и установим параметры затрат, ожидаемые экономические выгоды и показатели эффективности.

Таблица 1.

Данные для расчёта

На основании данных Таблицы 1 выполним расчёт срока окупаемости:

При ставке дисконтирования 10% и сроке анализа 5 лет определим по формуле:

,

где FV – стоимость денежных потоков сегодня; PV – текущая стоимость денежного потока; r – процентная ставка, начисляемая за один период (год); n – количество периодов начисления (лет).

Годовые выгоды с учётом дисконтирования (млн. руб.):

Таким образом, в условиях стремительного развития цифровых технологий и глобальной цифровой трансформации энергетического сектора внедрение искусственного интеллекта (ИИ) становится ключевым фактором повышения эффективности и конкурентоспособности энергосбытовых компаний. Современные энергосистемы сталкиваются с необходимостью обработки огромных объёмов данных, получаемых с автоматизированных систем коммерческого учёта электроэнергии, что требует внедрения интеллектуальных решений для автоматизации и оптимизации процессов.

Использование ИИ позволяет значительно повысить точность прогнозирования потребления, своевременно выявлять и предотвращать потери, автоматизировать расчёт и выставление счетов, а также улучшить качество обслуживания потребителей. В условиях растущей конкуренции на рынке электроэнергии и необходимости снижения операционных затрат, внедрение интеллектуальных систем становится важным инструментом для повышения эффективности работы компаний и обеспечения их устойчивого развития.

Кроме того, актуальность обусловлена требованиями регуляторов и стандартами по обеспечению надёжности и безопасности энергосистем, а также необходимостью соответствия современным технологическим трендам. Внедрение ИИ способствует созданию более гибких, адаптивных и интеллектуальных систем управления, что является важным условием для успешной цифровой трансформации энергетического сектора.

Следовательно, исследование возможностей и вызовов внедрения ИИ в энергосбытовые компании является актуальной задачей, направленной на развитие научных основ и практических решений для повышения эффективности и устойчивости энергетической инфраструктуры.

Заключение

В данной статье рассмотрен вопрос внедрение искусственного интеллекта (ИИ) в деятельность энергосбытовых компаний, использующих автоматизированные системы коммерческого учёта электроэнергии (АСКУЭ). Данная тематика является важным и перспективным направлением развития электроэнергетической отрасли. Использование современных технологий обработки данных, машинного обучения и интеллектуальных алгоритмов значительно повышает уровень автоматизации и качества управления, что способствует повышению эффективности работы компаний, снижению операционных затрат и оптимизации энергопотребления.

Основные преимущества внедрения ИИ включают автоматизацию сбора и анализа данных в реальном времени, обнаружение аномалий и потенциальных сбоев в электроснабжении, а также предиктивную аналитику, позволяющую заранее выявлять возможные проблемы и принимать своевременные меры. Это, в свою очередь, обеспечивает более надёжное энергоснабжение, повышает качество обслуживания потребителей и способствует снижению потерь и неучтённой электроэнергии.

Важным аспектом является интеграция ИИ с существующими системами АСКУЭ, что требует разработки гибких и масштабируемых архитектур, а также учёта специфики конкретных условий работы энергокомпаний. Не менее значимым является аспект кибербезопасности, так как автоматизация и обработка больших объёмов данных увеличивают риски внешних и внутренних угроз.

Перспективными направлениями развития являются применение систем машинного обучения для точного прогнозирования потребления электроэнергии, автоматизация процессов диспетчеризации, внедрение интеллектуальных систем управления и диагностики оборудования, а также развитие self-learning алгоритмов, способных самостоятельно совершенствоваться на основе новых данных.

Таким образом, внедрение искусственного интеллекта в энергосбытовые компании с использованием АСКУЭ не только повышает их операционную эффективность, но и способствует созданию устойчивой, интеллектуальной энергетической системы будущего. Для успешной реализации данных технологий необходимо продолжать исследования, совершенствовать платформы ИИ, обеспечивать безопасную интеграцию и подготовку персонала к работе с новыми системами.

Список литературы:

1. Электроэнергетические системы и сети : учебное пособие для вузов / В.Я. Ушаков.- Москва : Издательство Юрайт, 2024.-446 с.- (Высшее образование).- Текст : непосредственный;
2. Что такое искусственный интеллект [Электронный ресурс] https://umschool.net/journal/life/dlya-chego-nuzhen-iskusstvennyj-intellekt-ii-gumanitariyam/;
3. Голов Р.С. Комплексная автоматизация в энергосбережении : учебное пособие / Р.С. Голов, В.Ю. Теплышев, А.Е. Сорокин, А.А. Шинелёв. – Москва : ИНФРА-М, 2023. – 312 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. – (Высшее образование: Бакалавриат). – DOI 10.12737/19746.;
4. Демидова Г.Л., Лукичев Д.В. Введение в специальность Электроэнергетика и электротехника – СПб: Университет ИТМО,2016.- 108 с.;
5. Как искусственный интеллект помогает российской энергетике: вызовы, кейсы, перспективы [Электронный ресурс] https://www.eprussia.ru/market-and-analytics/7912376.htm