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隨著越來越多的可再生能源電力并網，電網的穩定性和可靠性經受了嚴峻考驗。在此背景下，以人工智能、機器學習為代表的數字化技術，正在不斷激發和挖掘太陽能、風能等可再生能源的潛能。

近(jin)日，美(mei)國麻省(sheng)理工(gong)學院(yuan)和斯坦福大(da)學領導的(de)研究團隊宣布(bu)，利用機器學習技術成功制造出了可(ke)(ke)達(da)市場競爭水平的(de)新一代太陽能(neng)電(dian)池(chi)板。事實上，數字化不僅(jin)可(ke)(ke)以為可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)源技術革新提供(gong)助力，還能(neng)在可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)源項目(mu)的(de)投(tou)建、運營和維護方面(mian)發(fa)揮關鍵(jian)作用。

機器學習提升“風光”價值

據麻省理工和(he)斯坦福研究(jiu)團隊的(de)介紹(shao)，他們利用機器(qi)學習技術(shu)制(zhi)造出了能量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率達18.5%的(de)鈣鈦礦(kuang)電池。

據了解，鈣鈦礦材料的電(dian)池板可以在室溫下制(zhi)造(zao)(zao)，不僅造(zao)(zao)價便宜，成(cheng)品也更(geng)薄更(geng)輕、更(geng)易運(yun)輸(shu)和安裝，但是(shi)大規模制(zhi)造(zao)(zao)此類電(dian)池板仍面(mian)臨巨大挑(tiao)戰。

麻省理工(gong)指出，將鈣鈦礦(kuang)(kuang)材(cai)料從(cong)實(shi)驗(yan)產品變(bian)成具有競爭力的(de)量產產品，經歷了漫長的(de)研(yan)發過程。制造基于鈣鈦礦(kuang)(kuang)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電池(chi)板(ban)涉(she)及同時(shi)優化至(zhi)少十(shi)幾個(ge)變(bian)量，應用(yong)了機器學習技術的(de)新(xin)系統，加(jia)快(kuai)了生產工(gong)藝(yi)的(de)開發，提升了新(xin)一代太(tai)陽(yang)能(neng)電池(chi)的(de)轉換效率。

事實(shi)上，“風光”本身的多(duo)變性和間歇(xie)性使其(qi)成(cheng)為(wei)不(bu)可(ke)預(yu)測的能源，無法保(bao)證在(zai)設(she)定的時間可(ke)靠地(di)提供(gong)電(dian)力(li)。使用機器學(xue)習可(ke)以幫助運(yun)營商對電(dian)力(li)輸出如何滿(man)足(zu)電(dian)力(li)需求進行(xing)更(geng)智(zhi)能、更(geng)快速的評估和分析。

科技巨頭(tou)谷歌(ge)旗(qi)下的(de)前(qian)沿(yan)數(shu)字化(hua)技術公司DeepMind表示(shi)，基于(yu)天氣(qi)預(yu)報(bao)和風機歷史數(shu)據(ju)，利(li)用機器學習技術可提(ti)前(qian)預(yu)測發(fa)電(dian)情況(kuang)，從而實現最(zui)佳發(fa)電(dian)效(xiao)果，為電(dian)網電(dian)力調度提(ti)供有價值的(de)支撐(cheng)，該公司估(gu)計，機器學習可以(yi)將風能(neng)的(de)價值提(ti)高約20%。

人工智能讓“風光”可預測

人工(gong)(gong)智(zhi)能(neng)也是在(zai)可(ke)再生能(neng)源領域應(ying)用最廣泛的(de)技術之一。世界(jie)經濟(ji)論壇去年發布的(de)白皮書指出(chu)，人工(gong)(gong)智(zhi)能(neng)是一款能(neng)夠應(ying)對全(quan)球(qiu)能(neng)源轉(zhuan)型復(fu)雜(za)性(xing)、提高(gao)系統效率，從而降(jiang)低成(cheng)本、加快轉(zhuan)型速(su)度(du)的(de)強大工(gong)(gong)具。

據了解，人(ren)工智能可(ke)以對可(ke)再生能源項目的(de)廠址選擇(ze)、建設(she)、運營、維護，甚(shen)至發電能力進(jin)行全方(fang)位(wei)的(de)分析(xi)，讓“風光”變得更可(ke)預(yu)測(ce)。憑借人(ren)工智能，可(ke)以找(zhao)到擁有最佳日(ri)照和風力資源且便于接(jie)入(ru)現有電網基礎設(she)施(shi)的(de)廠址，并(bing)在開工建設(she)后監(jian)管工程進(jin)度(du)、優(you)化(hua)設(she)備運輸(shu)，從而極大提高施(shi)工作業效率。

值得注意的(de)(de)是，預測太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)站和(he)(he)風(feng)電(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)時間、發(fa)電(dian)(dian)(dian)量乃至電(dian)(dian)(dian)力(li)需求仍比較困(kun)難和(he)(he)復(fu)雜，人工智(zhi)能(neng)(neng)(neng)通(tong)過(guo)學習和(he)(he)分析(xi)歷(li)史氣象數據(ju)、衛星云圖(tu)、實(shi)時風(feng)速和(he)(he)日照強度、歷(li)史消(xiao)費數據(ju)等信息，能(neng)(neng)(neng)夠最(zui)大化實(shi)現對太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)風(feng)能(neng)(neng)(neng)發(fa)電(dian)(dian)(dian)情(qing)況和(he)(he)電(dian)(dian)(dian)力(li)需求的(de)(de)預測，從而加快“風(feng)光”電(dian)(dian)(dian)力(li)的(de)(de)更大規模普及(ji)。

英(ying)國(guo)數據分析和(he)咨(zi)詢(xun)公(gong)司ONYX Insight表示，運(yun)營和(he)維護成本(ben)占風(feng)電(dian)場運(yun)營費用的(de)(de)60%，缺(que)乏人(ren)工智能等數字化技術(shu)會導(dao)致風(feng)電(dian)場運(yun)營能力下降，無法提前檢測到的(de)(de)小故(gu)障可(ke)(ke)能最終(zhong)導(dao)致災難(nan)性故(gu)障和(he)嚴重的(de)(de)停(ting)機事故(gu)。該公(gong)司的(de)(de)一項統計顯示，62%的(de)(de)風(feng)電(dian)行業利(li)益(yi)相關者表示，通過數字解決方案，運(yun)營商可(ke)(ke)以節省(sheng)長(chang)達10年的(de)(de)意外(wai)停(ting)機和(he)計劃外(wai)維修時間。

綠色能源轉型離不開數字化技術

動(dong)力(li)管(guan)理公司(si)伊頓指出，利(li)用數字化技術，“風光”可以(yi)實現按需供電(dian)，并將多余(yu)的電(dian)力(li)輸送回電(dian)網，同時運營(ying)商(shang)還能通過智能電(dian)源管(guan)理系統(tong)，掌控(kong)需求變化，幫助(zhu)消費者享受更低電(dian)價。

事實上，除(chu)了(le)機(ji)器學習、人工智能(neng)(neng)等耳熟(shu)能(neng)(neng)詳的(de)技(ji)術，5G、集(ji)中(zhong)式(shi)計算(suan)機(ji)監(jian)控等技(ji)術也能(neng)(neng)在“風光”產業鏈條(tiao)上提供從設(she)備制造到選址建設(she)，再(zai)到后期運營維護(hu)的(de)“一條(tiao)龍(long)式(shi)”服務。

日(ri)立(li)(li)能(neng)源全(quan)球數字投資(zi)組合負責人Jamie Stapleton指出，數字化建(jian)設可(ke)以(yi)進一步推進可(ke)再(zai)生能(neng)源發電技術的成(cheng)長，進而加速(su)綠色能(neng)源轉型。以(yi)風電行業為例，集(ji)中式計算機監(jian)控中心可(ke)以(yi)自動檢測技術故障，并(bing)建(jian)立(li)(li)糾(jiu)正措施來增強風電場的控制，減(jian)少相(xiang)關的成(cheng)本(ben)支(zhi)出。

5G技術在風能領域也可以(yi)發(fa)揮(hui)意想不(bu)到(dao)的(de)作(zuo)用。比(bi)如，利用5G網絡從風機傳感器獲取(qu)數據(ju)(ju)，并與(yu)現場的(de)工程師(shi)和控制中心共享相關數據(ju)(ju)和信息，這樣的(de)自動化(hua)采集和智能化(hua)處理(li)極大地降低了人力和時間(jian)成本(ben)。

值得關(guan)注(zhu)的是，今(jin)年初，三一重能打造的中(zhong)國首(shou)(shou)個5G全連(lian)接(jie)風電柔性智(zhi)能工廠已(yi)經問世，這是國內首(shou)(shou)條風電總裝脈動式柔性生產(chan)線，工廠內配(pei)置了工業(ye)機(ji)器(qi)人等自動化設備，將整體(ti)生產(chan)制造過程統(tong)一在一個全局運行的模型框架下。