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斯坦福大學(xué)電力學(xué)者：智能微網(wǎng)用電最經(jīng)濟(jì)

發(fā)布日期：2017-08-18 來源：廣州日報 瀏覽次數(shù)：392

Ram Rajagopal

利用大數(shù)據(jù)“配送”電力國內(nèi)已在廣西成功運(yùn)營

　　家用電燈突然熄滅，手機(jī)信號中斷，城市陷入黑暗與混亂之中……在現(xiàn)代化的今天，人們對電的依賴越來越強(qiáng)，如何才能保證安全、可靠、持續(xù)的電力供應(yīng)？智能微網(wǎng)的出現(xiàn)為解決此難題提供了可能。美國斯坦福大學(xué)助理教授Ram Rajagopal是美國智能電網(wǎng)研究領(lǐng)域的青年領(lǐng)軍學(xué)者，近日應(yīng)南方電網(wǎng)之邀來廣州講學(xué)。

　　Ram表示，智能微網(wǎng)不僅能夠提供更高的電力可靠性，滿足不同用戶的多種需求，還能實現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的最大化，是未來電力的發(fā)展方向。在供電不足的情況下，確保電燈、電梯等最重要電器的用電。

　　智能微網(wǎng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。它是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。

　　試驗：一年節(jié)省電費(fèi)12萬元

　　在過去，電力供應(yīng)多采用大型集中電網(wǎng)，電網(wǎng)內(nèi)部出現(xiàn)問題，其他線路也受影響甚至可能導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)癱瘓。2003年8月14日，美國東北部和加拿大東南部的聯(lián)合電網(wǎng)發(fā)生大面積停電，兩國共有6000萬人受到影響。

　　Ram致力于研究多能互補(bǔ)技術(shù)，以綜合利用包括太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電在內(nèi)的多種能源，實現(xiàn)清潔能源的高效利用。Ram還引入互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，通過抓取電表數(shù)據(jù)分析用戶用電行為，智能微網(wǎng)能做出明智的能源管理決策，實現(xiàn)區(qū)域能源的自動化、智能化。

　　在我國，電力行業(yè)的發(fā)展緊跟時代前沿，從普通電網(wǎng)到微電網(wǎng)，從智能電網(wǎng)到智能微網(wǎng)，我國投入大量物力、財力與人力，積極推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和裝備更新，推動電力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級與結(jié)構(gòu)調(diào)整。早在2010年，廣東珠海東澳島太陽能電站就已建成并成功實現(xiàn)運(yùn)行。它是我國首個兆瓦級分布式太陽能發(fā)電智能微電網(wǎng)系統(tǒng)。2015年5月，南方電網(wǎng)完成國家首個智能微網(wǎng)群（廣西貴港三里一中微網(wǎng)群）工程的自驗收，充分利用貴港市的風(fēng)和光，進(jìn)行清潔能源發(fā)電。一年可發(fā)電26萬千瓦時，節(jié)省電費(fèi)12萬元，不但可以滿足全校1600名師生的用電需求，甚至還可以反哺大電網(wǎng)。

　　多學(xué)科知識涉足智能微網(wǎng)

記者：你在伯克利大學(xué)所學(xué)專業(yè)與智能微網(wǎng)無關(guān)，后來是如何進(jìn)入智能微網(wǎng)這個研究領(lǐng)域？

　　Ram：近10年來，我一直在為電力工作。雖然我的專業(yè)與電力關(guān)系不大，但我對智能電網(wǎng)很感興趣，因為它能為世界的每一個公民提供更多的清潔能源和更可靠的電力供應(yīng)。有一天，我突然想到：電力系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)那么多，我們?nèi)绾斡行Ю眠@些數(shù)據(jù)來創(chuàng)建更好的電網(wǎng)呢？這便是我進(jìn)入智能微網(wǎng)研究領(lǐng)域的開端。

　記者：智能微網(wǎng)涉及到大數(shù)據(jù)、傳感器、計算機(jī)科學(xué)等諸多領(lǐng)域的知識，這些知識你是如何獲得的？

　　Ram：從小到大，我對不同學(xué)科都很感興趣。我在讀博士期間，還修讀了統(tǒng)計學(xué)碩士學(xué)位，掌握了一些計算機(jī)技術(shù)。而且，我身邊的人也會教給我許多知識。

　　做“聰明”的決策者

　記者：智能微網(wǎng)的“智能”體現(xiàn)在哪些方面？

　　Ram：智能電網(wǎng)可以抓取有用信息，以此來協(xié)調(diào)各種資源。智能需要數(shù)據(jù)，“智能電網(wǎng)”就是收集有用的數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)加以分析，以做出更明智的決策。

　　記者：智能電網(wǎng)如何保證用戶的用電需求得到滿足？

　　Ram：關(guān)鍵問題在于如何充分運(yùn)用數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括兩個方面：一是用電數(shù)量，二是用電時間。智能微網(wǎng)可以利用園區(qū)和家庭用電情況的相關(guān)數(shù)據(jù)建模，預(yù)測未來的用電情況，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果配送電力，以更好地平衡供應(yīng)和需求。比如，如果一個人習(xí)慣在每周二早上八點(diǎn)到九點(diǎn)打開洗衣機(jī)，智能微網(wǎng)收集到這一信息后，就會在那段時間自動開啟洗衣機(jī)的電源。

　　將有效節(jié)約家庭用電

　記者：創(chuàng)建智能微網(wǎng)，廣州這類大型城市有何不足的地方和有利的條件？

　　Ram：一個城市人口越密集，能源消耗就越多。所以相對于人口密度小、偏遠(yuǎn)的地區(qū)，廣州創(chuàng)建智能微網(wǎng)所需的資金和技術(shù)投入會更多。不過，廣州的能源利用率高，在相等的投入下廣州所獲得的經(jīng)濟(jì)效益會更大，電力供應(yīng)的可靠性也會更高。在廣州，建筑密集，屋頂太陽能發(fā)電受到限制。但是，隨著儲能技術(shù)的發(fā)展，智能微網(wǎng)的應(yīng)用場景會越來越廣泛。

　 記者：請介紹一下你的最新科研成果“家庭智能微調(diào)度系統(tǒng)”（home hub）

　　Ram：我們的項目從居家設(shè)備出發(fā)，“家庭智能微調(diào)度系統(tǒng)”與各類設(shè)備相連接，它通過一種智能算法去測量和收集不同設(shè)備的用電情況。例如，如果家庭有能源儲備裝備、太陽能發(fā)電板、智能溫控器，微調(diào)系統(tǒng)會計算出，什么時候應(yīng)該調(diào)節(jié)智能溫控器以達(dá)到用戶最喜歡的溫度，以及如何以最節(jié)約的方式用電。

關(guān)鍵詞： 智能微網(wǎng)