Обзор методов искусственного интеллекта для интеграции и оптимизации низкоуглеродной энергетики в интеллектуальных электросетях и умных домах

Растущий спрос на электроэнергию в жилом секторе и глобальная необходимость декарбонизации энергосистем ускоряют переход к интеллектуальным и устойчивым энергетическим сетям. Умные дома и интеллектуальные электросети, объединяющие возобновляемую генерацию, системы хранения энергии и интеллектуальные системы управления, представляют собой важный шаг к повышению энергоэффективности и достижению углеродной нейтральности. Однако обеспечение оптимизации в реальном времени, интероперабельности и устойчивости распределённых энергетических ресурсов (DER) остаётся ключевой проблемой. В статье представлен комплексный обзор применений искусственного интеллекта (ИИ) для устойчивого управления энергией и интеграции низкоуглеродных технологий в интеллектуальных электросетях и умных домах. Рассматривается, как методы на основе ИИ, включая машинное обучение, глубокое обучение и биоинспирированные алгоритмы оптимизации, такие как оптимизация роем частиц (PSO), алгоритм оптимизации китов (WOA) и алгоритм оптимизации кукушки (COA), повышают эффективность прогнозирования, адаптивного планирования и оптимизации энергопотребления в реальном времени. Эти методы продемонстрировали значительный потенциал в совершенствовании управления спросом, динамической балансировки нагрузки и эффективности использования возобновляемой энергии. Кроме того, системы управления энергопотреблением в домах на основе ИИ (HEMS) обеспечивают прогнозное управление и бесшовную координацию между функционированием электросети и распределённой генерацией. В обзоре также обсуждаются существующие барьеры, включая неоднородность данных, вычислительные затраты и отсутствие стандартизированных платформ интеграции. Перспективные направления включают разработку компактных, масштабируемых и интерпретируемых моделей ИИ, поддерживающих децентрализованное принятие решений в киберфизических энергетических системах. В целом статья подчёркивает преобразующую роль ИИ в обеспечении устойчивого, гибкого и интеллектуального управления энергией на уровне умных жилых объектов и электросетей, содействуя достижению глобальных целей энергетического перехода и реализации углеродно-нейтральных сообществ.