能源大脑大数据云平台助推海上微网建设

我国拥有海洋国土面积299.7万平方公里，岛屿面积72800多平方公里，岛屿岸线长14217.8公里，500平方米以上的岛屿6536个，有人居住的岛屿450个。我国岛屿小岛多、大岛少，无人岛多、有人岛少，缺水岛多、有水岛少。

为加快海洋开发，促进海岛可持续发展，提高海岛居民的生活水平，通过分布式能源开发，因地制宜建设“风、光、柴、储”海岛能源大脑微网，为海岛发展供给清洁能源。

能源大脑微网是将可再生能源发电技术(风力发电、光伏发电、生物质能、潮汐能等)、人工智能微网系统和输配电基础设施高度集成的新型能源系统，它具有提高能源效率、提升供电安全性和可靠性、减少电网电能损耗、减轻对环境影响的多重作用(见图1)

强化科研技术，深入开发建设能源大脑微网有利于扩大分布式电源与可再生能源的大规模接入，为海岛提供可靠的能源供给，实现有效的主动式配电网方式，促进智能微网变革。

依托微网建立的能源大脑大数据云平台—能源大脑是海上微网的基础，结合国家相关机构发布《中国制造2015——能源装备实施方案》《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》《新一代人工智能发展规划》等相关政策，我们通常把建在集成、高速双向通信网络基础上的电力系统称为2.0时代;随着人工智能技术的快速发展，基于能源大脑多能互补微网3.0时代大幕已经开启。

AI时代已经到来，能源大脑产业创新中心将探讨引入人脸识别、图像识别、自然语言理解、大数据等AI能力，在电力系统的信息化建设、能源服务、生产运行、电力调度、科技研究、客户服务等领域开展深入合作。未来将聚焦于整个电力行业，以人工智能核心技术能力为基础，全面覆盖发电、输电、配电、售电、用电等环节。

人工智能是未来智能电网的核心。目前，国家发改委及国家能源局、工信部都将人工智能纳入发展战略规划，强调人工智能与各行业的融合与应用，其中在《电力发展“十三五”规划》中明确指出推进“互联网+”智能电网建设。AI在电力等能源行业的未来想象和发展空间十分广阔，国际数据公司(IDC)预计，AI撬动的智慧能源市场，到2020年市值将达到5160亿美元、约3.3万亿元人民币。

能源大脑微网基于全方位的人工智能技术体系构建:通过模拟、延伸、扩展人类智能，基于机器视觉、语音、自然语言处理等技术，辅助人类在电网输电、配电等各环节做出分析、判断、优化、决策等，相比人类能够做到实时且不断自我进化，持续帮助企业推进智能电网、智慧能源健康发展能源大脑微电网系统有风力发电系统、光伏发电系统、储能系统等;负荷系统由必须保障的重要负荷和其他可切除的非重要负荷，系统中的各微源都要接受微网中央控制系统的调度，并网型微电网既可以并网运行，也可以脱离大电网孤岛模式运行。

微电网系统采用三层拓扑结构:微电网管理层。能源大脑云平台及能量管理系统、物控云SCADA监控系统;微电网协调层。能源大脑控制系统;微电网执行层。分布式发电单元、智能网关断路器、负荷等(见图2)

基于人工智能的能量管理系统在能源大脑大数据云平台中处于核心地位，是能源大脑微网执行测量、监视、控制、保护以及高级策略实现的监控系统，在实现能源大脑微网的实时能量调度与管理、跟踪、监测等方面起到举足轻重的作用。

能源大脑微网能量管理系统是能源大脑大数据云平台的核心管理系统，主要对微网分布发电单元设备的发电功率进行预测，对微网中能量按最优的原则进行分配，协同海上“风、光、储、柴”之间的多能互补。

能源大脑微网能量管理系统具有预测微电源出力、优化储能充放电、管理可控负荷、维持系统稳定、实现系统经济运行等功能。

能源微网行业未来的发展主要在于优化和预测，人工智能可以针对能源生产、能源电网平衡和消费习惯等方面提供独特的解决方案。可以预见，人工智能将成为能源行业的重要组成部分，广泛应用于生产方、传送方和消费方。

人工智能是一个自我学习和推演的应用过程，而非模仿人类工作的编程方式，即其能够集合人类擅长的，例如视觉感知、理解、沟通、随机应变等能力，同时克服人类极限，将这些优势与当前的计算机大规模而且迅速的数据处理功能结合起来，主要功能:微网内的分布式电源、储能系统和负荷进行监控，数据分析。基于数据分析结果生成实时运行曲线。根据预测调度曲线，制定合理的功率分配曲线下发给微网中央控制器。

人工智能预测系统可分为发电预测和负荷预测两部分。经济调度模块在微网并网的情况下，其优化目标函数为能源大脑微网节省运行费用，在微网离网的情况下，其优化目标提高系统稳定性和缩减运行费用。

能源大脑微网能量管理系统是由预测模块和调度模块组成的能量系统，其主要目的是根据负荷需求、天气因素、海岛实时数据、电力实时数据以及电网运行状态等，在满足运行条件以及储能等物理设备的电气特性等约束条件下，协调微网系统内部分布式电源和负荷等模块的运行状态，优化微电源功率出力，以最经济的运行成本向用户提供满足质量的电能。能源大脑微网能量管理系统具有预测微电源出力、优化储能充放电、管理可控负荷、维持系统稳定、实现系统经济运行等功能(见下页图3)。