“機器學(xué)習(xí)”或?qū)⑵平饧彝ツ茉葱枨箢A(yù)測難題
日期：2019-12-12 來源：中國能源報 作者：姚金楠
關(guān)鍵詞： 用戶側(cè)儲能 電費補貼 應(yīng)該儲能市場
在燃氣中混入20%的氫氣用于家庭烹飪、取暖等常規(guī)用能，英國的這一試點項目能夠減排多少二氧化碳？有多少英國家庭愿意參與這項試點項目？能源種類的改變是否會帶來不同的用能體驗？在蘇格蘭，計劃建設(shè)的28兆瓦Kilbraur風(fēng)電場項目承諾，建成后將為周邊4公里范圍內(nèi)的居民提供每兆瓦5000英鎊的社區(qū)福利，要如何落實？領(lǐng)取電費補貼或家庭能效補助的方式是否會影響一個家庭的用電習(xí)慣？
試點研究、惠民項目層出不窮，那這些涉及千家萬戶的能源大數(shù)據(jù)要如何收集、使用和分析呢？
“能源大數(shù)據(jù)的運用眼下在英國是一個非常熱門的領(lǐng)域。政府也牽頭成立了能源數(shù)據(jù)工作組。但我們發(fā)現(xiàn)，在能源需求的預(yù)測上，大數(shù)據(jù)往往是擅長處理整體性的、國家層面的信息，一旦深入到個體或者居民家庭層面，就面臨各種各樣的問題。”英國皇家工程院院士、帝國理工學(xué)院教授蒂姆·格林（Tim Green）指出。當(dāng)前，對于能源數(shù)據(jù)的應(yīng)用，英國面臨的一大挑戰(zhàn)來自于分散的家庭用能市場。“簡單說，就是如何預(yù)測一個個家庭的能源需求。”
“居民家庭的用能情況總有一些不確定性。”在蒂姆·格林看來，這些不確定性正是預(yù)測過程中的難題。“從英國家庭用電的峰谷曲線圖來看，多年來，英國家庭的用電低谷一般是在下午三點半左右，高峰則一般在晚上五點半到六點之間。這是常規(guī)情況。但有一天就出現(xiàn)了異常。”蒂姆·格林所指的明顯異常是2013年7月7日，“那一天是溫網(wǎng)男單決賽，好多英國人都去看比賽了，所以在本該是用電高峰的傍晚五點半左右，英國家庭的平均用電量卻成了一天中的最低谷。”
除了特殊情況下的不確定性，蒂姆·格林表示，即便在常規(guī)環(huán)境下，家庭用能的分析預(yù)測也存在多種影響因素。“一個家庭的能源使用效率到底有多高？其中不僅僅涉及到氣價、電價等價格因素，可能還受到家庭人數(shù)、收入、成員年齡、職業(yè)，甚至季節(jié)、天氣等因素的影響。而且這些數(shù)據(jù)處理的過程中，還關(guān)系到家庭乃至個體的隱私保護等倫理問題。”
那么，面對這些挑戰(zhàn)，滲透到個體、家庭的能源需求預(yù)測將如何實現(xiàn)呢？蒂姆·格林把目光放在了“機器學(xué)習(xí)”技術(shù)上。
的確，在日前中國電機工程學(xué)會發(fā)布的《電力大數(shù)據(jù)專業(yè)發(fā)展報告》中，以“機器學(xué)習(xí)”為代表的分析挖掘技術(shù)被列入電力數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。近日，美國能源部能源高級研究計劃署也宣布，將提供1500萬美元的資金用于支持機器學(xué)習(xí)、人工智能等在能源技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)計上的應(yīng)用。
蒂姆·格林透露，目前英國很多相關(guān)研究機構(gòu)都在使用“機器深度學(xué)習(xí)”的方式預(yù)測家庭能源使用。“機器學(xué)習(xí)是把計算機作為工具，真實、實時地模擬人類的學(xué)習(xí)方式，然后將學(xué)到的內(nèi)容重新加工分析，進一步優(yōu)化計算機程序。通過機器學(xué)習(xí)，可以分析家庭的電力消費規(guī)律，在哪些相對固定的時間段會使用哪些電器、家庭的用電負荷是多少……從而為一些需求側(cè)方案相應(yīng)提供參考。當(dāng)然，我們預(yù)測的需求和現(xiàn)實的需求會有一定的差別，要想成功運用數(shù)據(jù)得出分析結(jié)論并非易事。”
除需求側(cè)的預(yù)測外，蒂姆·格林還表示，隨著技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展，機器學(xué)習(xí)對于電力系統(tǒng)的分布式控制、高頻率的靈活響應(yīng)等方面也將發(fā)揮重要作用。
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