劉佳

摘要：能源問題事關(guān)發(fā)展全局和國家安全，能源互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)與能源的生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，各國都不遺余力地推動能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。要想提高電網(wǎng)系統(tǒng)的運行質(zhì)量，必須高度重視電力調(diào)度，只有不斷分析總結(jié)電力調(diào)度存在的問題，才能夠優(yōu)化電網(wǎng)運行質(zhì)量。制定科學(xué)高效管理模式，以提高電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。文章旨在探析能源互聯(lián)網(wǎng)背景下在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

1 能源互聯(lián)網(wǎng)對配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

分布式電源和節(jié)能功能廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)時，會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)的雙向電流，其含義和不確定性導(dǎo)致性能差異較大，從而影響電能質(zhì)量。一定程度的線路損耗和負(fù)荷增長模型的改變，加大了配電計劃負(fù)荷預(yù)測的不確定性。節(jié)點數(shù)增加后，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，優(yōu)化方案的選擇變得困難。電力互聯(lián)網(wǎng)在電力規(guī)劃中的影響主要是由于電網(wǎng)和智能配電的迅速發(fā)展，微電網(wǎng)對電網(wǎng)配置的影響與電網(wǎng)中分布式發(fā)電的影響基本相同，可能會帶來不確定性。網(wǎng)格的不確定性主要基于網(wǎng)格中各種能量類型的不確定性。在網(wǎng)絡(luò)連接到PDU的情況下，配電系統(tǒng)不僅是簡單的配電，也是數(shù)據(jù)收集、傳輸和配電功能的組合，這些功能包括負(fù)載預(yù)測、網(wǎng)格優(yōu)化、電力規(guī)劃、隨機變動等。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀

強化學(xué)習(xí)方法具有更高的控制實時性和魯棒性，因而被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制中，通過設(shè)計在線和離線的控制模式，或基于算法設(shè)計更智能的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定裝置，對安穩(wěn)系統(tǒng)的控制特性起到進(jìn)一步優(yōu)化的作用。又如，深度學(xué)習(xí)方法的主要應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋對電網(wǎng)及儲能裝置的負(fù)荷預(yù)測及控制、電力設(shè)備的故障診斷、電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評估、電力大數(shù)據(jù)融合與異常檢測、電力設(shè)備圖像識別等;由于深度學(xué)習(xí)在特征提取及模型擬合方面具有優(yōu)勢，而能源互聯(lián)網(wǎng)中存在新能源電站、電動汽車及儲能設(shè)施的大量接入，因此深度學(xué)習(xí)非常適合解決具有高維、復(fù)雜、耦合關(guān)系的電力系統(tǒng)問題。此外，基于大電網(wǎng)智能調(diào)控場景，由于我國交直流混聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，AI和機器學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)還可被用于大電網(wǎng)態(tài)勢評估、時空趨勢精確預(yù)測及對大電網(wǎng)“源–網(wǎng)–荷”各環(huán)節(jié)的智能優(yōu)化決策。

3 農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

對于點數(shù)據(jù)而言，電力線路桿塔一旦建成，其地理信息和相關(guān)信息都不會隨著時間變化而變化，因此屬于空間靜態(tài)時間靜態(tài)的點數(shù)據(jù);一般的感知傳感器，大多安裝位置固定，但其產(chǎn)生的讀數(shù)（溫濕度、電氣值等）卻隨時間不斷變化，因此屬于空間靜態(tài)時間動態(tài)的點數(shù)據(jù);個人/車輛的單點簽到數(shù)據(jù)隨著時間和空間變化的時空動態(tài)數(shù)據(jù)與網(wǎng)數(shù)據(jù)不同，2組時空動態(tài)點數(shù)據(jù)之間沒有絕對關(guān)聯(lián)。對于網(wǎng)數(shù)據(jù)而言，某區(qū)域多條不同電壓等級的輸配線路構(gòu)建了一個時空靜態(tài)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，其空間結(jié)構(gòu)和線路參數(shù)不隨時間動態(tài)變化，通信骨干網(wǎng)、管網(wǎng)等基礎(chǔ)信息均屬于此類數(shù)據(jù)。雖然網(wǎng)是空間靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但一旦在其上疊加動態(tài)的能源流信息，就變成了空間靜態(tài)時間動態(tài)的能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，包括動態(tài)流動的油氣管網(wǎng)也就變成了此類數(shù)據(jù)。時空動態(tài)的能源網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，主要包括人、車、物在不同時間不同地點產(chǎn)生的能量消耗和軌跡數(shù)據(jù)，按照時間順序連接成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。

3.2 故障精準(zhǔn)處置

在故障診斷方面，可以通過機器學(xué)習(xí)的聚類算法將網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的事件進(jìn)行分類，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備各項性能數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，分析事件為異常的可能性，并推斷產(chǎn)生故障的根本性因素。在決策臨時路由方面，可在跳數(shù)、可用網(wǎng)絡(luò)資源、方式安排策略等作為約束的前提下，基于歷史方式的安排情況進(jìn)行訓(xùn)練，從而在突發(fā)情況下為批量不同種類的光電路迅速決策出各自最佳的迂回路由;具有良好實時性能的算法適用于這種場景，如線性回歸、基于模型微調(diào)的小樣本學(xué)習(xí)等。在資源調(diào)配方面，多點協(xié)同的調(diào)配模式需要同時解決同步和開銷的問題，且常規(guī)的建模方法無法準(zhǔn)確地描述復(fù)雜情況下多方行為之間隱含的關(guān)聯(lián);由于強化學(xué)習(xí)算法的特點在于通過環(huán)境提供對行為的評價來自適應(yīng)地改進(jìn)行動方案，故其可以很好地適用這種場景，即基于各方的前序行為獲取知識，以快速精準(zhǔn)地改進(jìn)后續(xù)的調(diào)配策略。

3.3 電工電子技術(shù)智能化發(fā)展

以電工電子技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用為例，電工電子技術(shù)在這一領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用，應(yīng)秉承功能性、人性化、安全耐用等原則。其中，功能性原則指滿足智能家居用戶的實際需求，以此推進(jìn)功能性創(chuàng)新;人性化原則指電工電子技術(shù)在應(yīng)用實踐中應(yīng)切實關(guān)注人的身心需求，進(jìn)一步建立起人與智能家居的和諧關(guān)系;安全耐用原則關(guān)乎智能家居的購置成本，同時還會面臨資源浪費問題，這都顯著影響著電工電子技術(shù)的發(fā)展及智能家居的推廣?；谶@一系列原則，電工電子技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)關(guān)注下述幾項內(nèi)容：一是提升智能家居的集成化水平。依托電工電子技術(shù)并聯(lián)各式各樣單元期間，進(jìn)而制成全控型器件，進(jìn)一步便能夠達(dá)成集成化目標(biāo)。二是注重實現(xiàn)智能家居的全控化。通過電工電子技術(shù)可實現(xiàn)電氣器件全控化，如過去復(fù)雜換相電路傳統(tǒng)器件可依托自關(guān)斷器件進(jìn)行代替，使智能家居的電路設(shè)計有效簡化。三是智能家居器件高頻化?；陔姽る娮蛹夹g(shù)，可有效提升智能家居運行效率、質(zhì)量，而高頻化器件可進(jìn)一步提升這一發(fā)展成效。

3.4 自愈性

從時間尺度來說，以電力系統(tǒng)為例，通常電力系統(tǒng)的觀測時長在秒級和分鐘級，而很多應(yīng)用在毫秒級（繼電保護(hù)、頻率響應(yīng)等）和幾十分鐘級（負(fù)載平衡、故障修復(fù)、發(fā)電機冷啟動等）。電力系統(tǒng)結(jié)合其他能源系統(tǒng)情況下，自愈性將更加復(fù)雜，如燃?xì)庀到y(tǒng)的監(jiān)測和控制有著不同的時間尺度，一旦出現(xiàn)因燃?xì)庀到y(tǒng)故障導(dǎo)致的電網(wǎng)用戶負(fù)載變化，就會激發(fā)電力系統(tǒng)自愈體系。

4 結(jié)束語

電力通信網(wǎng)作為保障電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、安穩(wěn)控制、調(diào)度自動化等重要業(yè)務(wù)正常運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合其自身對于信息通信新技術(shù)發(fā)展的敏感性，對于試點發(fā)展應(yīng)用此類新技術(shù)具有合理性和必要性。通過上文所述，以機器學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)可在電力通信調(diào)控運行全生命周期的管控中發(fā)揮重要作用，這也可為能源互聯(lián)網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建提供重要價值及典型范例。

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