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第48卷第4期2024年2月25日电力系统自动化Vol.48No.4Feb.25,2024

DOI:10.7500/AEPS20230509007AutomationofElectricPowerSystems

可解释人工智能在电力系统中的应用综述与展望

王小君，窦嘉铭，刘墨1，刘畅宇1，蒲天骄²，和敬涵1

（1.北京交通大学电气工程学院，北京市100044；2.中国电力科学研究院有限公司，北京市100192）

摘要：可解释人工智能(XAI)作为新型人工智能(AI)技术，具有呈现AI过程逻辑、揭示AI黑箱知

识、提高AI结果可信程度的能力。XAI与电力系统的深度耦合将加速AI技术在电力系统的落地

应用，在人机交互的过程中为电力系统的安全、稳定提供助力。文中梳理了电力系统XAI的历史

脉络、发展需求及热点技术，总结了XAI在源荷预测、运行控制、故障诊断、电力市场等方面的电力

应用，并围绕解释含义、选代框架、数模融合等方面展望了电力系统XAI的应用前景，可为推动电

力系统智能化转型与人机交互迭代提供理论参考与实践思路。

关键词：电力系统；人工智能；可解释性；机器学习

0引言不确切、学习样本不均衡且数据不完备等问题，阻碍

了人工智能在电力系统中的推广应用。

ChatGenerativePre-trained

近期，以

可解释人工智能（explainableartificial

Transformer（ChatGPT）1I为首的大型语言模型因

intelligence，XAI)进入电力系统为解决上述问题提

其能够模拟人类语言行为而震惊世界，引发人类社

供了重要思路。XAI的目的是使人类更易于理解人

会关于人工智能（artificialintelligence，AI)应用的大

工智能的行为[4],其对于电力系统的作用和意义主

讨论。电力系统作为人类社会重要构成，半个世纪

要表现在：1)在运行层面，XAI可使电力专家充分了

以来，人工智能的发展同样为其提供了崭新道路：联

解、验证人工智能黑箱模型的控制与操作过程，结合

结主义、知识主义、行为主义和群体智能等常用方

人工经验协助优化调整运行策略，有助于电力系统

法[2]不仅能够及时处理电力系统运行控制的大量随

更安全稳定运行、更高效能源利用与更少量环境污

机高维动态数据，还能结合机理知识推动电力系统

染；2)在管理层面，XAI可用于识别电力系统外部风

物理信息耦合，实现能源利用效率进一步提高。

险因素，分析利益相关方的策略选择与影响程度,有

“AI十”已成为电力系统实现能源转型与“双碳”目

助于协助人类阐明电力系统演化机理并制定优化引

标的关键举措与重要推手。

导策略；3)在知识层面，XAI能够挖掘和传递隐含在

然而，不同形式可再生能源高渗透率的接人与

复杂电力系统数据中的高维知识和洞见，揭示人类

高比例电力电子设备的广泛应用促使电力系统复杂

领域知识