國網(wǎng)浙江紹興供電：AI融合綠色電力，助力春茶開采

三月新春乍開，在連續(xù)的雨水之后，新昌回山高山大佛龍井開采。青茶需要經(jīng)過晾干、殺青、揉捻、烘干等一系列的制作工序，最后才能變成我們?nèi)粘：鹊某善凡?，制茶繁雜的工藝如今通過智能機(jī)器實現(xiàn)精準(zhǔn)可控，而“控制火候”的重要因素之一就在于穩(wěn)定可靠高質(zhì)量的供電。
保障各個茶農(nóng)有穩(wěn)定的“放心電”，炒制出香蘊(yùn)的大佛龍井，國網(wǎng)紹興供電公司在新昌回山區(qū)域部署的調(diào)度AI智能體就發(fā)揮了大用場。在采茶季用電高峰，優(yōu)化電網(wǎng)輸送方向，確保茶區(qū)的電網(wǎng)運(yùn)行處于最佳狀態(tài)，為茶農(nóng)用電開足馬力保駕護(hù)航，將地區(qū)生產(chǎn)的新能源電力輸送給茶農(nóng)，讓茶農(nóng)用上綠色電，助力鄉(xiāng)村振興。
新能源就地消納加速綠色發(fā)展

近年來，我國新能源裝機(jī)大幅增長，以“風(fēng)、光”為代表的新能源作為可再生能源的主力軍，將在國家部署的新型能源體系中起到“挑大梁”的作用。然而“風(fēng)、光”能源波動性強(qiáng)，且難以預(yù)測，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定帶來了不可忽視的風(fēng)險。
解決好新能源大規(guī)模開發(fā)和高水平消納，保障電力安全可靠供應(yīng)之間的平衡關(guān)系成為了破題關(guān)鍵。而能源就地開發(fā)就地消納模式下，電源離用戶盡可能地近，將波動性從源頭加以平滑，能夠解決“風(fēng)光”間歇性、多變性和不確定性問題。
國網(wǎng)浙江省電力有限公司紹興供電公司聚焦清潔能源消納優(yōu)化控制和負(fù)載均衡目標(biāo)，聯(lián)合浙江思極和阿里云等公司一起訓(xùn)練電力調(diào)度人工智能導(dǎo)航員——“調(diào)度智能體”。采用阿里云“云邊一體”數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施和強(qiáng)化學(xué)習(xí)AI 核心產(chǎn)品，結(jié)合源網(wǎng)荷儲示范工程，從“網(wǎng)”的適應(yīng)性角度提出新能源消納通道靈活調(diào)節(jié)的思路，采用分布式近端策略優(yōu)化（PPO）為核心算法，通過預(yù)測抽樣+潮流仿真+強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練迭代，生成地區(qū)主、配網(wǎng)方式調(diào)節(jié)策略，實現(xiàn)示范區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)運(yùn)行方式面向新能源消納的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。
隨著智慧配電網(wǎng)的建設(shè)，茶葉加工保電也不再是一味進(jìn)行配變增容改造，更多的是采用靈活、柔性和智能的保電方式。通過“調(diào)度智能體”， 實現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行方式和潮流方向的優(yōu)化，將地區(qū)電力優(yōu)先輸送給茶農(nóng)使用，確保了茶葉加工的能源供應(yīng)；同時探索將風(fēng)、光等發(fā)電并網(wǎng)，白天發(fā)電的富余電量進(jìn)入儲能系統(tǒng)或跨臺區(qū)進(jìn)行消納；夜晚用電負(fù)荷增加時，儲能系統(tǒng)自動釋放電能，智能調(diào)節(jié)茶葉加工電力供需，起到削峰填谷穩(wěn)定電網(wǎng)的作用，也讓劇烈波動難以預(yù)測的新能源入網(wǎng)消納更平穩(wěn)，提升了電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。

人工智能賦能電力調(diào)度

在“調(diào)度智能體”建設(shè)的過程中，為應(yīng)對指數(shù)級增長的新型設(shè)備對象所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)計算任務(wù)，國網(wǎng)浙江省電力有限公司紹興供電公司在測試開發(fā)多種算法，比較、優(yōu)化、迭代后，選擇采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)AI算法PPO（近端策略優(yōu)化）為核心算法來訓(xùn)練“調(diào)度智能體”。綜合電網(wǎng)預(yù)測、潮流推演等結(jié)果，計算區(qū)域主配網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化策略，輸出主配網(wǎng)開關(guān)調(diào)節(jié)執(zhí)行指導(dǎo)方案，在實時、超短期、日前等三個時間尺度下給出新能源消納的最優(yōu)通道。 “我們可以將人工智能訓(xùn)練成長的過程形象地理解為做題目，通過大量做試卷，批改試卷，訂正的過程，我們的調(diào)度智能體就會越來越聰明，最終可以在極短時間內(nèi)就計算出當(dāng)前情況下電網(wǎng)怎么樣調(diào)整是最有利于新能源消納的。”國網(wǎng)紹興供電公司電力調(diào)度控制中心副主任祁煒雯介紹道。
目前已經(jīng)部署的“調(diào)度智能體”，初次離線訓(xùn)練在10萬步以內(nèi)，智能體可以針對試點地區(qū)約120個主、配可控開關(guān)“形成理解”。而此狀態(tài)下的智能體循環(huán)代入初始態(tài)2-3次，就可以將其投入在線訓(xùn)練，輸出可靠的實時策略。
作為該項目的主導(dǎo)人，祁煒雯見證了智能體的成長。在項目落地和實施過程中，她和專班成員與浙江思極和阿里云的技術(shù)專家們一起結(jié)合電網(wǎng)場景做了很多的探索。使用海量算力彌補(bǔ)AI在專家經(jīng)驗方面的不足，并用海量方式推演覆蓋各個典型方式與關(guān)鍵故障；并使用聚類方法從海量方式中抽取有限個典型方式，供調(diào)度專家監(jiān)督確認(rèn)，從而為電力調(diào)度場景提效。
“過去我們得面對復(fù)雜的潮流計算和方式編排，有了AI的指導(dǎo)，我們只需要審核它給出的方案，就可以迅速調(diào)整運(yùn)行方式，工作效率提升了一大截，茶農(nóng)的電力供應(yīng)也更穩(wěn)定了”調(diào)度員張學(xué)恒說。

智慧調(diào)度助力區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展

恰好春季也是清潔能源“高發(fā)”的季節(jié)，通過AI智能綠電巡航功能，人工智能根據(jù)目前的天氣等情況預(yù)測未來發(fā)電量變化趨勢，實時計算并調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式，使新昌回山地區(qū)的豐富水光資源得以充分利用，讓當(dāng)?shù)匦履茉醋畲蟪潭鹊卦旄．?dāng)?shù)亍?br />據(jù)悉，“調(diào)度智能體”于2023年8月在浙江紹興回山區(qū)域試點運(yùn)行，該區(qū)域內(nèi)以農(nóng)村居民用電為主，新能源就地消納率低，網(wǎng)損較大。通過智能體部署和數(shù)據(jù)治理工程，調(diào)度智能體已于2023年8月在新昌回山集群開展常態(tài)化運(yùn)行，已實際成功執(zhí)行策略118條，成功控制主網(wǎng)開關(guān)動作131次，配網(wǎng)開關(guān)動作375次，增加試點區(qū)域新能源就地消納約506萬千瓦時。
經(jīng)測算，2023年度試點區(qū)域新能源就地消納增加約42%，區(qū)域主變負(fù)載均衡水平增加27%，10千伏線路線損下降到3%以下，區(qū)域關(guān)口無效交換電量降低20%左右。區(qū)域新能源消納的提升，助力區(qū)域?qū)崿F(xiàn)降碳目標(biāo)，為區(qū)域產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了綠色動力。
接下來，國網(wǎng)浙江省電力有限公司紹興供電公司計劃于2024年針對新昌其它電力集群以及微網(wǎng)園區(qū)逐步開發(fā)、投放和部署智能體，同步開展縣域?qū)用娴闹悄荏w建設(shè)，統(tǒng)籌新昌縣各集群之間、包括110千伏儲能的協(xié)同互動，從而實現(xiàn)全域電網(wǎng)的綠色低碳高效運(yùn)行。(陳天恒)
作者：陳天恒