علماء يستعملون الذكاء الاصطناعي في التنبؤ بأحمال شبكات الكهرباء بدقة عالية

اكتسب الذكاء الاصطناعي زخمًا واسعًا خلال السنوات الماضية مع كثرة الابتكارات والأنظمة التقنية التي طوّرها العلماء للاستعمال في قطاعات الصناعة بفروعها المختلفة.

وابتكر علماء في جامعة زيورخ للعلوم التطبيقية -أكبر جامعة في سويسرا- تقنية جديدة قادرة على توقع أحمال شبكات الكهرباء بصورة عالية الدقة، وفقًا لموقع تك إكسبلور (Tech Xplore) المتخصص.

واستند فريق العلماء في تطوير تقنية الذكاء الاصطناعي إلى بيانات حركة الطرق والسكك الحديدية، وفقًا لما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.

تقنية تساعد الحكومات والشركات

من المتوقع أن تُحدث هذه التقنية ثورة في عالم التنبؤ بقطاع الطاقة، ما قد يُسهم في مساعدة الدول والحكومات على تجنب أزمات انقطاع التيار عبر الاستعداد المبكر المستند إلى بيانات عالية الدقة.

وتستند الشركات الموردة للكهرباء إلى تقديرات دورية حول أحمال الشبكات لتحديد حجم الإنتاج والتوريد، خاصة في مواسم الذروة التي تشهد استهلاكًا قياسيًا للكهرباء، لمواجهة الصيف في البلاد الحارة أو مواجهة الشتاء في البلاد الباردة.

وتستعمل الشركات في الوقت الحالي نماذج تنبؤية تقليدية لتقدير آثار تغيُّر الطقس على أحمال الشبكة، بالإضافة إلى تقلبات معدلات توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح المتغيرة، بحسب معدلات سطوع الشمس وهبوب الرياح.

كيف تُحتسب الأحمال؟

تستند المنهاجية التقليدية إلى تاريخ الاستهلاك السابق للتنبؤ بأحمال الشبكات على أساس فوري أو يومي أو سنوي (قبل ساعة أو يوم أو سنة).

كما تعتمد هذه المنهاجية على بيانات أخرى، مثل توقعات الطقس والبيانات الجوية، التي تساعد في توقع الطلب على الكهرباء لأغراض التدفئة وتكييف الهواء، وفقًا لما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.

أما علماء جامعة زيورخ فقد استعانوا بنماذج حسابية مركبة تعتمد على رصد بيانات الحمل السكني وبيانات المرور وعدد المركبات وعدد الركاب وحجم الكثافة السكانية في كل منطقة، إلى جانب البيانات التقليدية المستعملة في نماذج التنبؤ المعهودة.

وأدخل فريق البحث بيانات استهلاك الكهرباء والطقس في نموذج الذكاء الاصطناعي، إلى جانب بيانات حركة المرور على الطرق وأعداد ركاب السكك الحديدية.

حركة الإنسان مفتاح الابتكار

يعتقد فريق الباحثين أن حركة الإنسان ترتبط بنشاطه اليومي ارتباطًا وثيقًا، وتختلف سعة وضائقة بحسب أوقات العمل وأوقات الفراغ.

وتنعكس حركة الإنسان على معدلات استهلاك الكهرباء، من حيث حجم الوقت الذي يقضيه في المنزل، وحجم الوقت الذي يقضيه في الهواء الطلق، وهو ما يحاول علماء سويسرا رصده عبر نظم الذكاء الاصطناعي.

ورصد العلماء نتائج مذهلة بعد إدخال البيانات إلى نموذج الذكاء الاصطناعي، الذي أظهر قدرة فائقة على التنبؤ بارتفاع الاستهلاك المحلي على الكهرباء قبل ساعتين إلى 6 ساعات من حدوثه.

كما حاول العلماء تطوير نماذج التنبؤ التقليدية المعتمدة على تاريخ الاستهلاك السابق، عبر تطعيمها ببيانات حركة المرور، ما أدى إلى تحسن جودة التقديرات، لكن بصورة محدودة.

بيانات المرور أكثر دقة

يطرح العلماء المشاركون في التجربة استعمال بيانات المرور في التنبؤ بأحمال شبكات الكهرباء، بديلًا لبيانات تاريخ الاستهلاك التقليدية حال عدم توافرها.

كما يعتقدون أن بيانات المرور تصلح للاعتماد عليها في بعض المواقف الاستثنائية الطارئة التي تفقد فيها بيانات الاستهلاك القدرة على التنبؤ، كما في حالات الأوبئة والكوارث الطبيعية.

وتذهب رئيسة فريق الباحثين في جامعة زيورخ للعلوم التطبيقية أكسورنتشان تشانونغ، إلى أبعد من ذلك، متوقعة لبيانات المرور انتشارًا واسعًا في المستقبل مع طفرة النقل الكهربائي في العالم.

وتتوقع الباحثة ازدياد قدرة التنبؤ لأنظمة الذكاء الاصطناعي المعتمدة على بيانات حركة المرور مع زيادة عدد السيارات الكهربائية وانخفاض وسائل النقل الأحفورية، ما يرجح زيادة أهمية هذه البيانات في التنبؤ باستهلاك الكهرباء وأحمال الشبكات أكثر من غيرها.

موضوعات متعلقة..

• هكذا صوَّر الذكاء الاصطناعي العاملين بقطاع التعدين خلال "الكساد العظيم" (تقرير)
• ابتكار نوع خارق من الموصلات الفائقة للكهرباء
• حل ذكي يوفر الكهرباء للمنازل والشركات والشبكات

اقرأ أيضًا..

• مصفاة البترول الأردنية.. قصة منشأة لتكرير النفط منذ الخمسينيات (تقرير)
• فاتورة استيراد الغاز الإيراني تكلف العراق 6 مليارات دولار سنويًا
• السيارات الكهربائية المستعملة.. 5 منافع تجعلها أكثر ملاءمة للشراء