根據(jù)The Conversation公布的最新數(shù)據(jù)，歸功于風(fēng)能和太陽(yáng)能的大力發(fā)展，2016年英國(guó)可再生的清潔能源比重再創(chuàng)新高，是過(guò)去60年以來(lái)最清潔的電力結(jié)構(gòu)。然而，想要進(jìn)一步擴(kuò)大可再生能源規(guī)模，所面臨的難題之一就是間歇性，也就是說(shuō)這些能源取決于風(fēng)力、陽(yáng)光等天氣條件。同傳統(tǒng)能源不同，間歇性意味著可再生能源可能無(wú)法滿足激增的需求。這也是為何近年來(lái)我們不斷聽(tīng)到“沒(méi)有充足光線”頭條新聞的原因之一。

在推進(jìn)清潔的可再生能源進(jìn)程中，英國(guó)又是如何克服這個(gè)先天不足的呢？英國(guó)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商N(yùn)ational Grid（國(guó)家電網(wǎng)）部署了幾套方案，從而確保能夠始終滿足英國(guó)生產(chǎn)生活需求。首先對(duì)于較少的電力缺口，National Grid要求電力供應(yīng)商以低于最大電力輸出的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)運(yùn)行常規(guī)發(fā)電站，并根據(jù)缺口需求逐步增加。

而對(duì)于較大的電力缺口，National Grid確保發(fā)電站，尤其是天然氣發(fā)電站始終處于待命狀態(tài)。為進(jìn)一步降低傳統(tǒng)電力輸出，部分發(fā)電站的發(fā)電量只要求在每年幾十到幾百小時(shí)之間。這不僅能夠促進(jìn)碳排放，更重要的原因此類(lèi)短期干預(yù)的發(fā)電廠成本是非常昂貴的。

擺在英國(guó)政府面前的難題是，應(yīng)該用什么方法去解決這個(gè)問(wèn)題。也有觀點(diǎn)認(rèn)為沒(méi)有必要擴(kuò)大可再生能源的規(guī)模，通過(guò)去除二氧化碳并掩埋在地下能夠讓常規(guī)能源“更綠色”。在討論這些碳捕捉技術(shù)能否大規(guī)模商業(yè)運(yùn)作的時(shí)候出現(xiàn)了意見(jiàn)分歧。在英國(guó)，由于成本和部門(mén)的分歧，在KickStarter眾籌平臺(tái)上的兩個(gè)政府項(xiàng)目已經(jīng)陷入僵局。

另一種替代解決方案就是安裝超大（電網(wǎng)級(jí)別）的電池，來(lái)存儲(chǔ)可再生能源并需要的時(shí)候進(jìn)行釋放。該方案在近期獲得了極大的關(guān)注，但是考慮到當(dāng)前電池技術(shù)的成本，電網(wǎng)級(jí)別的電池存需要非常昂貴的前期投資。

按需的解決方案

在對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入研究之后，英國(guó)的科研專(zhuān)家正在研發(fā)一種Demand-Side-Response（按需響應(yīng)）的替代解決方案。該方案的舉措之一是，獎(jiǎng)勵(lì)那些在收到通知后立即減少用電量的消費(fèi)者。這項(xiàng)優(yōu)惠適用于大型工業(yè)客戶(hù)到個(gè)體消費(fèi)者，關(guān)閉空調(diào)、照明和冰箱都能獲得獎(jiǎng)勵(lì)。

Demand-Side-Response的另一項(xiàng)舉措就是，要求那些具備存儲(chǔ)電力設(shè)備的消費(fèi)者幫助分擔(dān)激增的需求。例如裝備太陽(yáng)能面板和相關(guān)蓄電池的家庭，可以通過(guò)將蓄電池連接到電網(wǎng)中，用于抵扣設(shè)備的償還費(fèi)用。此類(lèi)別的其他設(shè)備還包含電動(dòng)汽車(chē)、醫(yī)院/大學(xué)的不間斷電源（UPS）單元。

按需響應(yīng)的兩種措施都已經(jīng)開(kāi)始部署。部分工業(yè)用電客戶(hù)，以及類(lèi)似于酒店經(jīng)營(yíng)者的某些特定公司已經(jīng)簽署了減少用電的合約。與此同時(shí)，National Grid吸引了很多對(duì)電力存儲(chǔ)計(jì)劃感興趣的投標(biāo)者，并已著手在英國(guó)部分地區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)部署。這種存儲(chǔ)可以認(rèn)為是大規(guī)模電池的替代解決方案，如果形成足夠大的規(guī)模這種電力存儲(chǔ)會(huì)變得更加經(jīng)濟(jì)。

在客戶(hù)池成功創(chuàng)建之后，部分設(shè)備可能無(wú)法始終保持電力存儲(chǔ)狀態(tài)，或者用于降低當(dāng)前的電力需求。在這段時(shí)間內(nèi)就需要在計(jì)算中同時(shí)考慮到，減少電網(wǎng)干擾和激勵(lì)消費(fèi)者參與。問(wèn)題是，一旦客戶(hù)池超過(guò)一定規(guī)模，這個(gè)方案就會(huì)變得更加復(fù)雜。例如，知道哪些消費(fèi)者進(jìn)行了注冊(cè)，目前用電設(shè)備的具體用電量和費(fèi)用。

按需響應(yīng)同樣也有可能會(huì)帶來(lái)不期望的效果，例如在消耗過(guò)程中的大規(guī)模同時(shí)反彈。例如在按需響應(yīng)結(jié)束之后，很多冰箱需要吸取額外的電量來(lái)讓內(nèi)部溫度降低到所需級(jí)別之下。

最后，按需響應(yīng)還存在一個(gè)潛在的重大安全問(wèn)題：從很多設(shè)備上收集能源使用數(shù)據(jù)的中心系統(tǒng)，可能遭到惡意攻擊以及信息篡改。這可能會(huì)破壞電網(wǎng)的平衡，以及對(duì)客戶(hù)欠款的追蹤。

看人工智能如何提供幫助

面對(duì)這些挑戰(zhàn)，新興的人工智能似乎就是你所尋找的答案。例如，為了篩選最佳的電網(wǎng)參與者，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可以使用復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，模擬特定設(shè)備的行為以及電池存儲(chǔ)單元來(lái)審查智能電表和傳感器的數(shù)據(jù)。

智能電網(wǎng)概念：工業(yè)和智能電網(wǎng)設(shè)備身處于一個(gè)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中?？稍偕茉春椭悄茈娋W(wǎng)技術(shù)所創(chuàng)建的智能城市將滿足未來(lái)生活居住的各項(xiàng)需求。

在注冊(cè)電網(wǎng)存儲(chǔ)之后，根據(jù)預(yù)測(cè)算法對(duì)充電/放電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，未來(lái)可以預(yù)估電池組或電池單元的有效壽命。擁有者依然可以獲得適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，而且能夠較為直觀的知道電池大概還能持續(xù)多久。

涉及池中的設(shè)備管理，人們?cè)?jīng)認(rèn)為可以使用單獨(dú)的智能電表或者控制設(shè)備在云端充當(dāng)中心服務(wù)器。事實(shí)上，這種智能電表的造價(jià)非常昂貴，而且需要服務(wù)器在更短的時(shí)間（以毫秒為單位）內(nèi)分析數(shù)據(jù)，一旦池中超過(guò)數(shù)千臺(tái)設(shè)備就會(huì)崩潰，因此這種方案是不可行的。

替代解決方案就是在電網(wǎng)本身上安裝能夠檢測(cè)需求程度的計(jì)量裝置，根據(jù)需求相應(yīng)的調(diào)整輸出功率。這不僅能夠承擔(dān)中心服務(wù)器的壓力，只需要在區(qū)域級(jí)別進(jìn)行計(jì)量，而不是每個(gè)電力設(shè)備。但這依然遺留了一個(gè)復(fù)雜的控制問(wèn)題--如何協(xié)調(diào)所有設(shè)備的用電需求。來(lái)自赫瑞瓦特大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)正使用基于人工智能的算法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

在洞察算法理論到開(kāi)發(fā)獎(jiǎng)勵(lì)/懲罰機(jī)制（確保池中有足夠多的客戶(hù)參與，在必要的時(shí)候做出響應(yīng)），人工智能的研究都提供了很大的幫助。研究人員也樂(lè)觀的認(rèn)為，區(qū)塊鏈技術(shù)（運(yùn)用于比特幣）可以夯實(shí)分散總賬系統(tǒng)的基石，讓用戶(hù)數(shù)據(jù)規(guī)避單個(gè)存儲(chǔ)點(diǎn)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

在英國(guó)和其他地區(qū)的多家人工智能研究機(jī)構(gòu)，已經(jīng)著手應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，而且一些初創(chuàng)公司已經(jīng)開(kāi)始實(shí)踐開(kāi)發(fā)此類(lèi)系統(tǒng)，例如相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)器學(xué)習(xí)版本已經(jīng)開(kāi)始投入使用。站在國(guó)際的最前沿，英國(guó)有更好的機(jī)會(huì)在接下來(lái)幾年實(shí)現(xiàn)更智能的按需響應(yīng)。

via robohub

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