تحلیل یکپارچۀ کاربردهای پیشرفتۀ هوش مصنوعی در سیستم‌های انرژی مدرن

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکدۀ مهندسی انرژی و منابع پایدار، رئیس مؤسسۀ فناوری‌های نرم، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سیستمهای انرژی، دانشکدۀ مهندسی انرژی و منابع پایدار، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانشجوی دکتری مهندسی سیستمهای انرژی، دانشکدۀ مهندسی انرژی و منابع پایدار، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.22059/ses.2025.402633.1185
چکیده

صنعت انرژی در آستانۀ تحول بنیادین است و سامانه‌های قدرت به زیست‌بوم‌های رایانشی ـ فیزیکی پیچیده تبدیل شده‌اند که در آن بازارهای دیجیتال، زیرساخت‌های فیزیکی و منابع بین‌بخشی مانند آب به‌ طور عمیق درهم‌تنیده‌اند. مدیریت این پیچیدگی به گذار از ابزارهای سنتی به هوشمندی یکپارچه و خودگردان نیاز دارد. هدف مقالۀ حاضر، ارائۀ تحلیلی جامع از نقش هوش مصنوعی به‌ عنوان فناوری توانمندساز نسل آیندۀ سیستم‌های انرژی است. مقالۀ پیش رو، ‌بر قابلیت‌های کلیدی هوش مصنوعی شامل پیش‌بینی و تشخیص خطا، یادگیری الگوهای پیچیده، بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌ها و پشتیبانی از تصمیم‌گیری خودگردان در سامانه‌های انرژی متمرکز است. چارچوب تحلیلی ارائه‌شده بر چهار رکن بنیادین تمرکز دارد: (۱) هوشمندسازی بازار انرژی از طریق تجارت الگوریتمی و سازوکارهای غیرمتمرکز؛ (۲) ارتقای تاب‌آوری شبکه با تشخیص و بازیابی سریع خطا؛ (۳) بهینه‌سازی عملکرد شبکه از طریق مدیریت خودکار کیفیت توان؛ (۴) افزایش پایداری سیستمی با بهینه‌سازی پیوند آب ـ انرژی. نوآوری این پژوهش در یکپارچه‌سازی این چهار حوزه و ارائۀ دیدگاهی چندلایه است که تعامل میان ابعاد اقتصادی، فنی، عملیاتی و زیست‌محیطی را تحلیل می‌کند. یافته‌ها نشان می‌دهد هوش مصنوعی در حال شکل‌دهی به یک پارادایم مدیریتی یکپارچه است که از الگوریتم‌های یادگیری تقویتی و شبکه‌های خودترمیم تا بهینه‌سازی مقاوم برای منابع تجدیدپذیر را شامل می‌شود. کاربرد هوش مصنوعی موجب بهبود کیفیت توان، افزایش طول عمر دارایی‌ها، تسهیل مدیریت پیوند آب ـ انرژی و تقویت تاب‌آوری شبکه می‌شود. با این‌حال، چالش‌هایی نظیر امنیت سایبری، اعتمادپذیری و شکاف شبیه‌سازی ـ واقعیت باقی است.