家用電燈突然熄滅，手機(jī)信號(hào)中斷，城市陷入黑暗與混亂之中……在現(xiàn)代化的今天，人們對(duì)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RamRajagopal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 Rajagopal

　　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(shí)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(chǔ)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(gè)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(yàn)：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(shí)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(shí)現(xiàn)區(qū)域能源的自動(dòng)化、智能化。

　　在我國，電力行業(yè)的發(fā)展緊跟時(shí)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(cái)力與人力，積極推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和裝備更新，推動(dòng)電力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)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(shí)現(xiàn)運(yùn)行。它是我國首個(gè)兆瓦級(jí)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(gè)智能微網(wǎng)群（廣西貴港三里一中微網(wǎng)群）工程的自驗(yàn)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(shí)，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(shí)涉足智能微網(wǎng)

　　廣州日?qǐng)?bào)：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(gè)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(duì)智能電網(wǎng)很感興趣，因?yàn)樗転槭澜绲拿恳粋€(gè)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。

　　廣州日?qǐng)?bào)：智能微網(wǎng)涉及到大數(shù)據(jù)、傳感器、計(jì)算機(jī)科學(xué)等諸多領(lǐng)域的知識(shí)，這些知識(shí)你是如何獲得的？

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

　　做“聰明”的決策者

　　廣州日?qǐng)?bào)：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(duì)數(shù)據(jù)加以分析，以做出更明智的決策。

　　廣州日?qǐng)?bào)：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(gè)方面：一是用電數(shù)量，二是用電時(shí)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(cè)未來的用電情況，并根據(jù)預(yù)測(cè)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(gè)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(huì)在那段時(shí)間自動(dòng)開啟洗衣機(jī)的電源。

　　將有效節(jié)約家庭用電

　　廣州日?qǐng)?bào)：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(gè)城市人口越密集，能源消耗就越多。所以相對(duì)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(huì)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(huì)更大，電力供應(yīng)的可靠性也會(huì)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(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，智能微網(wǎng)的應(yīng)用場景會(huì)越來越廣泛。

　　廣州日?qǐng)?bào)：請(qǐng)介紹一下你的最新科研成果“家庭智能微調(diào)度系統(tǒng)”（homehub）

　　Ram：我們的項(xiàng)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(cè)量和收集不同設(shè)備的用電情況。例如，如果家庭有能源儲(chǔ)備裝備、太陽能發(fā)電板、智能溫控器，微調(diào)系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出，什么時(shí)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。