2024年9月10日，兰德公司（Rand）发布了《利用人工智能提高能源安全——探索电力系统部署人工智能应用的风险与机遇》报告，评估了人工智能在电力系统中的应用对能源安全的影响。报告分析了人工智能在欧洲电网实施所带来的好处和风险，重点关注能源安全的四个维度：可用性、可负担性、可访问性和可接受性。我们使用 PyPSA-Eur（一种基于Python的欧洲电力系统模型）研究了人工智能的好处。报告将这些人工智能应用广泛部署的场景与没有这些应用的基线场景进行了比较，并分析了人工智能在电网中部署的风险。报告还开发了一个以六个高级类别为中心的风险分类法：网络安全、司法或主权问题、模型无法解释或意外的行为、不道德或非法的决策、对决策的依赖和信任以及供应商依赖和供应商锁定。

一、目标

本研究旨在深入了解人工智能在电网中的应用现状以及相关的风险和机遇。电力系统面临的压力及其带来的脆弱性对我们的社会提出了严峻的挑战。人工智能应用可以帮助解决其中一些压力。然而，由于这是一项新兴技术，因此人们对其潜在的机遇和风险都了解甚少。这种缺乏了解的情况在电力系统等关键基础设施系统中尤其成问题，因为人工智能应用的不理想使用可能会产生巨大而广泛的影响。本研究旨在填补这些空白，其目标如下：

1. 回顾人工智能在电力系统中的应用现状，包括当前的技术状况、相关司法管辖区人工智能应用的部署水平以及这些司法管辖区的政策格局。

2. 评估人工智能应用可以提供哪些机会来缓解压力、解决脆弱性或改善电力系统的整体运行。

3. 评估电力系统中使用人工智能应用所带来的潜在风险。

二、主要结论

1．AI应用有助于提高能源安全

AI 似乎可以为平衡电力系统面临的竞争压力和机遇提供很大帮助。它能够快速发现大量数据和各种来源的模式，并利用这些信息做出比人类更快的决策，这似乎非常适合复杂的电力系统。

这些系统可以使用这种帮助。随着人口增长和需求模式的变化给并非为其设计的系统带来压力，人们对老化的电力基础设施提出了更多要求。此外，气候变暖和随之而来的极端天气不仅进一步增加了电力需求，而且还增加了发电和供电基础设施的风险。除此之外，快速变化的技术增加了能源公司更新基础设施的成本，同时也增加了机会成本——因为现在投资更快过时的风险比过去更高。商业模式正在发生变化，这给能源生产和供应公司提出了根本性甚至存在的问题。人工智能具有筛选和平衡日益紧张的系统中供需、在问题蔓延之前将其隔离以及确定新投资的最大收益可能在哪里的潜力，一些能源供应商已经将人工智能引入其运营中。随着人工智能技术的进步，这些收益可能只会变得更加明显，我们测试这些收益的方法也在改进。

2．好处主要在于表后应用场景

这项研究旨在测试人工智能提高电力系统能源安全水平的潜力。研究小组发现，在表后应用人工智能具有巨大潜在优势，这些应用安装在消费者场所，直接试图提高能源消耗效率。例如，我们发现旨在提高供暖、通风和空调 (HVAC) 装置效率的人工智能应用可以对系统的整体能源安全产生重大的积极影响。此外，可以指导需求响应并帮助消费者对不断变化的电价做出更动态反应的人工智能应用也产生了明显的影响。然而，研究小组发现在电表前面检测到的好处微不足道。这令人惊讶——我们原本预计人工智能的好处将在整个系统中得到更广泛的体现。然而，我们的分析表明，人工智能驱动的风力涡轮机尾流转向并没有显著提高能源安全性。我们还注意到，不同的电表前端和电表后端人工智能应用的组合导致了不同应用提供的好处之间的权衡。

3．人工智能的风险不容忽视

尽管存在上述好处，但在电力系统中部署人工智能应用也伴随着风险。我们的研究指出了网络安全风险、司法或领土主权问题、无法解释或意外的行为风险、模型的不道德或非法决策、人机交互失败以及供应商依赖和供应商锁定。商业压力可能会导致电力供应公司在人工智能成熟之前寻求实施人工智能或节省人工监督成本。操纵人工智能或其周围的系统也是邪恶行为者利用的引人注目的载体，可能会产生广泛的后果。取消电力系统中人工智能应用的实施可能很困难。因此，政策制定者、监管机构和能源公司应该仔细权衡特定人工智能应用带来的机遇和风险。