李彥豪

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局，廣東 廣州 510620）

1 深度學(xué)習(xí)

目前，深度學(xué)習(xí)技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，在實(shí)際應(yīng)用中也積累了相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，算法也較為成熟。深度學(xué)習(xí)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，是通過開發(fā)相應(yīng)的技術(shù)軟件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并具有開源和閉源等形式，不同的企業(yè)可以根據(jù)自身的情況合理選擇適合自身的軟件方式，目前一般采用開源的方式。

在深度學(xué)習(xí)算法中，算法的設(shè)計(jì)邏輯是學(xué)什么、怎么學(xué)、做什么3方面。通過某一領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫指定機(jī)器學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過深度學(xué)習(xí)算法模型設(shè)計(jì)機(jī)器怎么學(xué)，最后通過訓(xùn)練好的模型指導(dǎo)解決特定領(lǐng)域問題。

對(duì)于算法的主要任務(wù)，可以將實(shí)際遇到的問題通過深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行抽象和模擬，并分為不同類型的任務(wù)。針對(duì)每一類基本任務(wù)，深度學(xué)習(xí)算法都提供了各具特點(diǎn)的解決方案。隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的逐漸成熟，新算法在不斷提出和完善[1]。不管算法如何演進(jìn)和改變，底層與硬件的交互是必須的環(huán)節(jié)，也正因?yàn)榻鉀Q了底層交互才使得深度學(xué)習(xí)算法工作人員可以專心于處理實(shí)際領(lǐng)域的業(yè)務(wù)邏輯。在深度學(xué)習(xí)中，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型編譯器是底層硬件和軟件框架，這種方式能夠提高計(jì)算系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)也能夠提高系統(tǒng)的兼容性。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)

2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)的基本原理

能源互聯(lián)網(wǎng)通過能源轉(zhuǎn)化、能源儲(chǔ)存、需求側(cè)響應(yīng)等多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源信息的深度耦合。通過建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，在多種能源協(xié)同供應(yīng)的條件下，實(shí)現(xiàn)各類能源的高效利用。同時(shí)，在能源互聯(lián)網(wǎng)體制中，結(jié)合相關(guān)的決策和能源交易政策，能有效地創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源業(yè)務(wù)類型不斷增多，可以通過各類不同業(yè)務(wù)之間的互動(dòng)，提高能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，提高能源互聯(lián)網(wǎng)中的新能源消納利用水平，并且優(yōu)化配置能源互聯(lián)網(wǎng)中的各類資源，實(shí)現(xiàn)能源的創(chuàng)新和變革，并促進(jìn)電力技術(shù)和能源技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。

目前，在能源互聯(lián)網(wǎng)中有水電、光伏、風(fēng)電、電動(dòng)汽車充電樁、余熱電站、垃圾電廠等多種類型的能源業(yè)務(wù)，這種具備實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)的條件。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，可以將多種不同類型的業(yè)務(wù)加以協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行，如風(fēng)電和光伏在出力特性上存在一定的互補(bǔ)性[2]，可以實(shí)現(xiàn)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)控制。通過在能源互聯(lián)網(wǎng)中采用多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)，可以提高能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源利用效率。目前，公司已成立能源互聯(lián)網(wǎng)部，構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，使電網(wǎng)具備廣泛接入的能力，推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，其中能源互聯(lián)網(wǎng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從圖1可以看出，可以將軟件架構(gòu)分為不同的層次。首先對(duì)于界面層，在能源互聯(lián)網(wǎng)的利用軟件中，應(yīng)提供較好的人機(jī)界面，方便對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)中的業(yè)務(wù)進(jìn)行操作和控制。其次對(duì)于算法層，這一層是能源互聯(lián)網(wǎng)控制模型中的核心，能源互聯(lián)網(wǎng)中的控制功能的實(shí)現(xiàn)需要依靠核心算法的控制。再次是接口層，控制系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)的傳輸和共享需要依靠數(shù)據(jù)接口才能實(shí)現(xiàn)。最后對(duì)于數(shù)據(jù)層，則包括了能源互聯(lián)網(wǎng)中的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)[3]。

圖1 能源互聯(lián)網(wǎng)的軟件結(jié)構(gòu)圖

2.2 能源互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀

目前供電公司已成立互聯(lián)網(wǎng)辦公室，構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，使電網(wǎng)具備廣泛接入的能力，可以推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。隨著風(fēng)電、光伏、天然氣三聯(lián)供等技術(shù)的發(fā)展和成熟，可以通過采用信息化技術(shù)，將這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和共享，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的深度融合。同時(shí)，目前面臨著較大的能源變革時(shí)機(jī)，通過建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加以推廣應(yīng)用，可以改變傳統(tǒng)的能源商業(yè)模式，挖掘新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)工作勢(shì)在必行，其全景監(jiān)控中心如圖2所示。

圖2 全景監(jiān)控中心

同時(shí)，在能源互聯(lián)網(wǎng)體制中，結(jié)合相關(guān)的決策和能源交易政策，將能有效地創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。通過“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”協(xié)調(diào)互動(dòng)，可以提高能源互聯(lián)網(wǎng)中的可再生能源消納比例，達(dá)到對(duì)可再生能源優(yōu)化配置的目的，實(shí)現(xiàn)“清潔替代”與“電能替代”。為了提高能源互聯(lián)網(wǎng)中的可再生能源的消納比例，需要采用優(yōu)化調(diào)度和運(yùn)行技術(shù)，提高能源互聯(lián)網(wǎng)中的各類資源的靈活互動(dòng)水平，實(shí)現(xiàn)能源的清潔、高效、安全、便捷、可持續(xù)利用。

3 深度學(xué)習(xí)在能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

在能源互聯(lián)網(wǎng)中，可以通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化控制，本文分別從對(duì)電力負(fù)荷的控制、利用儲(chǔ)能裝置調(diào)節(jié)負(fù)荷特性等方面加以分析。

3.1 對(duì)電力負(fù)荷的控制

“荷”不僅包括電力負(fù)荷，還有用戶的多種能源需求。地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷增長將對(duì)系統(tǒng)消納新能源、擴(kuò)大新能源機(jī)組的裝機(jī)容量有利。建立有序用電負(fù)荷表，在用電緊張期間實(shí)行限電拉閘，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過應(yīng)用先進(jìn)負(fù)荷控制手段[4]，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源側(cè)電能供應(yīng)特性和負(fù)荷側(cè)的電負(fù)荷需求特性的雙向優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。此外，應(yīng)提升負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，對(duì)負(fù)荷的管控是電力系統(tǒng)的重要內(nèi)容。在負(fù)荷的管控中，其面臨的不確定性較大，通過采用新的算法和技術(shù)降低負(fù)荷的不確定性，從而提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，并電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃的編制和機(jī)組組合的安排?？梢约皶r(shí)和氣象管理部門取得聯(lián)系，根據(jù)天氣的變化，及時(shí)調(diào)整負(fù)荷的日前預(yù)測(cè)值。根據(jù)負(fù)荷中的組成成分，不同的組成成本的負(fù)荷特性有所不同，通過刻畫不同的負(fù)荷類型的特征，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的差異化預(yù)測(cè)。此外，進(jìn)行母線負(fù)荷預(yù)測(cè)，為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式的編制提供可靠的母線負(fù)荷數(shù)據(jù)支撐，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，智能微電網(wǎng)群如圖3所示。

同時(shí)，采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)可構(gòu)建調(diào)度控制系統(tǒng)，運(yùn)用調(diào)度系統(tǒng)的負(fù)荷批量控制功能，達(dá)到強(qiáng)化對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷的控制。長期以來，為了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，在電網(wǎng)實(shí)際操作中沒有采用調(diào)度控制系統(tǒng)中的負(fù)荷批量控制功能。當(dāng)需要切除多條線路的負(fù)荷時(shí)，采取的是逐條線路依次拉閘的方式，操作效率不高。當(dāng)系統(tǒng)中可再生能源比例較高時(shí)，則對(duì)負(fù)荷切除的效率有一定要求，采用調(diào)度系統(tǒng)的負(fù)荷批量控制功能實(shí)現(xiàn)快速切除負(fù)荷，有利于保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

此外，采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)負(fù)荷，負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度越高，則不確定性越小，越有利于電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃的編制和機(jī)組組合的安排[5]。同時(shí)可利用彈性電價(jià)引導(dǎo)用戶（尤其是大用戶）在新能源大發(fā)時(shí)用電，調(diào)整負(fù)荷特性使之與新能源的出力特性相匹配，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電波動(dòng)的平抑，從而提高新能源發(fā)電容量的可信度，以減少棄風(fēng)和棄光電量。同時(shí)，通過對(duì)電力負(fù)荷的削峰填谷，優(yōu)化負(fù)荷特性，可以減少電網(wǎng)的調(diào)峰壓力，延緩容量升級(jí)投資，提高了設(shè)備的利用率。

圖3 智能微電網(wǎng)群

3.2 利用儲(chǔ)能裝置調(diào)節(jié)負(fù)荷特性

對(duì)于高鐵樞紐型城市，電網(wǎng)內(nèi)含較高比例的高鐵負(fù)荷。高鐵沖擊性負(fù)荷會(huì)降低容載比，降低系統(tǒng)的備用容量，對(duì)于電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行帶來了一定的影響。利用儲(chǔ)能裝置的充放電特性可改善高鐵沖擊性負(fù)荷特性[6]，在高鐵負(fù)荷比重較高的時(shí)段，儲(chǔ)能電池運(yùn)行在放電狀態(tài)，從而削減高鐵尖峰負(fù)荷；在沒有高鐵負(fù)荷的時(shí)段，儲(chǔ)能電池運(yùn)行在充電狀態(tài)，從而達(dá)到改善高鐵負(fù)荷特性的目的，并且可降低電網(wǎng)調(diào)峰的壓力。采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，可以強(qiáng)化對(duì)儲(chǔ)能裝置的管控，提高運(yùn)行的靈活性。同時(shí)，應(yīng)提升能源互聯(lián)網(wǎng)中的新能源的出力預(yù)測(cè)精度，可以降低能源互聯(lián)網(wǎng)中的新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響。收集地區(qū)各光伏電站的出力曲線，分析各區(qū)域的光照特性，對(duì)不同的地區(qū)分別進(jìn)行光伏出力預(yù)測(cè)，并優(yōu)化水電的開機(jī)方式和系統(tǒng)的運(yùn)行方式。此外，大規(guī)模新能源并網(wǎng)還會(huì)對(duì)系統(tǒng)潮流和網(wǎng)損、電壓水平、系統(tǒng)頻率、輸電能力、繼電保護(hù)、系統(tǒng)可靠性以及常規(guī)機(jī)組的出力調(diào)節(jié)等方面帶來一定的影響，提升新能源出力預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，可降低新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)造成的影響。

4 結(jié) 論

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在能源行業(yè)中應(yīng)用的逐漸深入，在能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)具有必要性，可以提高能源行業(yè)的智能化水平。本文詳細(xì)分析了深度學(xué)習(xí)技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的具體應(yīng)用，對(duì)于提高能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量和技術(shù)水平具有一定的價(jià)值。