农村能源互联网发展建设方向和建议

刘佳

摘要：能源問题事关发展全局和国家安全，能源互联网是互联网与能源的生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，各国都不遗余力地推动能源互联网建设。要想提高电网系统的运行质量，必须高度重视电力调度，只有不断分析总结电力调度存在的问题，才能够优化电网运行质量。制定科学高效管理模式，以提高电网运行的安全性和稳定性。文章旨在探析能源互联网背景下在电力通信网中的应用前景。

关键词：农村能源互联网;发展现状;发展趋势

1 能源互联网对配电网规划的影响

分布式电源和节能功能广泛应用于网络时，会产生网络的双向电流，其含义和不确定性导致性能差异较大，从而影响电能质量。一定程度的线路损耗和负荷增长模型的改变，加大了配电计划负荷预测的不确定性。节点数增加后，结构变得复杂，优化方案的选择变得困难。电力互联网在电力规划中的影响主要是由于电网和智能配电的迅速发展，微电网对电网配置的影响与电网中分布式发电的影响基本相同，可能会带来不确定性。网格的不确定性主要基于网格中各种能量类型的不确定性。在网络连接到PDU的情况下，配电系统不仅是简单的配电，也是数据收集、传输和配电功能的组合，这些功能包括负载预测、网格优化、电力规划、随机变动等。

2 能源互联网应用现状

强化学习方法具有更高的控制实时性和鲁棒性，因而被广泛应用于电力系统安全稳定控制中，通过设计在线和离线的控制模式，或基于算法设计更智能的电力系统安全稳定装置，对安稳系统的控制特性起到进一步优化的作用。又如，深度学习方法的主要应用领域涵盖对电网及储能装置的负荷预测及控制、电力设备的故障诊断、电力系统暂态稳定评估、电力大数据融合与异常检测、电力设备图像识别等;由于深度学习在特征提取及模型拟合方面具有优势，而能源互联网中存在新能源电站、电动汽车及储能设施的大量接入，因此深度学习非常适合解决具有高维、复杂、耦合关系的电力系统问题。此外，基于大电网智能调控场景，由于我国交直流混联电网规模的不断扩大，AI和机器学习相关技术还可被用于大电网态势评估、时空趋势精确预测及对大电网“源–网–荷”各环节的智能优化决策。

3 农村能源互联网应用

3.1 数据结构

对于点数据而言，电力线路杆塔一旦建成，其地理信息和相关信息都不会随着时间变化而变化，因此属于空间静态时间静态的点数据;一般的感知传感器，大多安装位置固定，但其产生的读数（温湿度、电气值等）却随时间不断变化，因此属于空间静态时间动态的点数据;个人/车辆的单点签到数据随着时间和空间变化的时空动态数据与网数据不同，2组时空动态点数据之间没有绝对关联。对于网数据而言，某区域多条不同电压等级的输配线路构建了一个时空静态的网络数据，其空间结构和线路参数不随时间动态变化，通信骨干网、管网等基础信息均属于此类数据。虽然网是空间静态数据结构，但一旦在其上叠加动态的能源流信息，就变成了空间静态时间动态的能源网络结构数据，包括动态流动的油气管网也就变成了此类数据。时空动态的能源网络数据，主要包括人、车、物在不同时间不同地点产生的能量消耗和轨迹数据，按照时间顺序连接成链式结构。

3.2 故障精准处置

在故障诊断方面，可以通过机器学习的聚类算法将网络中发生的事件进行分类，充分挖掘网络和设备各项性能数据之间的相关性，分析事件为异常的可能性，并推断产生故障的根本性因素。在决策临时路由方面，可在跳数、可用网络资源、方式安排策略等作为约束的前提下，基于历史方式的安排情况进行训练，从而在突发情况下为批量不同种类的光电路迅速决策出各自最佳的迂回路由;具有良好实时性能的算法适用于这种场景，如线性回归、基于模型微调的小样本学习等。在资源调配方面，多点协同的调配模式需要同时解决同步和开销的问题，且常规的建模方法无法准确地描述复杂情况下多方行为之间隐含的关联;由于强化学习算法的特点在于通过环境提供对行为的评价来自适应地改进行动方案，故其可以很好地适用这种场景，即基于各方的前序行为获取知识，以快速精准地改进后续的调配策略。

3.3 电工电子技术智能化发展

以电工电子技术在智能家居领域的发展应用为例，电工电子技术在这一领域的发展应用，应秉承功能性、人性化、安全耐用等原则。其中，功能性原则指满足智能家居用户的实际需求，以此推进功能性创新;人性化原则指电工电子技术在应用实践中应切实关注人的身心需求，进一步建立起人与智能家居的和谐关系;安全耐用原则关乎智能家居的购置成本，同时还会面临资源浪费问题，这都显著影响着电工电子技术的发展及智能家居的推广。基于这一系列原则，电工电子技术在智能家居领域的发展应关注下述几项内容：一是提升智能家居的集成化水平。依托电工电子技术并联各式各样单元期间，进而制成全控型器件，进一步便能够达成集成化目标。二是注重实现智能家居的全控化。通过电工电子技术可实现电气器件全控化，如过去复杂换相电路传统器件可依托自关断器件进行代替，使智能家居的电路设计有效简化。三是智能家居器件高频化。基于电工电子技术，可有效提升智能家居运行效率、质量，而高频化器件可进一步提升这一发展成效。

3.4 自愈性

从时间尺度来说，以电力系统为例，通常电力系统的观测时长在秒级和分钟级，而很多应用在毫秒级（继电保护、频率响应等）和几十分钟级（负载平衡、故障修复、发电机冷启动等）。电力系统结合其他能源系统情况下，自愈性将更加复杂，如燃气系统的监测和控制有着不同的时间尺度，一旦出现因燃气系统故障导致的电网用户负载变化，就会激发电力系统自愈体系。

4 结束语

电力通信网作为保障电力系统继电保护、安稳控制、调度自动化等重要业务正常运行的重要基础设施，结合其自身对于信息通信新技术发展的敏感性，对于试点发展应用此类新技术具有合理性和必要性。通过上文所述，以机器学习为代表的人工智能技术可在电力通信调控运行全生命周期的管控中发挥重要作用，这也可为能源互联网和新型电力系统的构建提供重要价值及典型范例。

参考文献

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