《斯坦福大学电力学者:智能微网用电最经济 利用大数据“配送”电》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2017-09-03
  • 家用电灯突然熄灭,手机信号中断,城市陷入黑暗与混乱之中……在现代化的今天,人们对电的依赖越来越强,如何才能保证安全、可靠、持续的电力供应?智能微网的出现为解决此难题提供了可能。美国斯坦福大学助理教授Ram Rajagopal是美国智能电网研究领域的青年领军学者,近日应南方电网之邀来广州讲学。

    Ram表示,智能微网不仅能够提供更高的电力可靠性,满足不同用户的多种需求,还能实现能源效益、经济效益和环境效益的最大化,是未来电力的发展方向。在供电不足的情况下,确保电灯、电梯等最重要电器的用电。

    智能微网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。它是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。

    在过去,电力供应多采用大型集中电网,电网内部出现问题,其他线路也受影响甚至可能导致电网系统瘫痪。2003年8月14日,美国东北部和加拿大东南部的联合电网发生大面积停电,两国共有6000万人受到影响。

    Ram致力于研究多能互补技术,以综合利用包括太阳能光伏发电、风力发电在内的多种能源,实现清洁能源的高效利用。Ram还引入互联网和大数据等先进技术,通过抓取电表数据分析用户用电行为,智能微网能做出明智的能源管理决策,实现区域能源的自动化、智能化。

    在我国,电力行业的发展紧跟时代前沿,从普通电网到微电网,从智能电网到智能微网,我国投入大量物力、财力与人力,积极推进技术进步和装备更新,推动电力行业转型升级与结构调整。早在2010年,广东珠海东澳岛太阳能电站就已建成并成功实现运行。它是我国首个兆瓦级分布式太阳能发电智能微电网系统。2015年5月,南方电网完成国家首个智能微网群(广西贵港三里一中微网群)工程的自验收,充分利用贵港市的风和光,进行清洁能源发电。一年可发电26万千瓦时,节省电费12万元,不但可以满足全校1600名师生的用电需求,甚至还可以反哺大电网。

相关报告
  • 《斯坦福大学研究发现:人最需要热能时,风力发电量升高》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-03-29
    • 安德鲁•迈尔斯(ANDREW MYERS)在美国斯坦福大学网站上报道说[1],该校的一项最新研究成果谈到上个月寒流期间德克萨斯州电网崩溃问题。著名的马克•雅各布森(Mark Jacobson)教授利用最新的气候和能源模型证明,天气最冷、热能需求最高时,风能输出升高,有助于防止与寒冷天气相关的停电。 马克•雅各布森(Mark Jacobson)的新研究表明,风能不仅能在最寒冷的日子坚持发电,而且实际上能在最需要的时候发更多的电 某些政客回应最近美国德克萨斯州因冰冻引发停电时,将这个历史性的停电归咎于风力涡轮机。很可疑,根本无人理睬。然而也要强调一个有趣的事实:德克萨斯州,这个地方因石油井架和盲目开采而闻名,现在它的大部分电力,来自清洁、可再生能源资源,特别是风能,也来自从水和太阳能,即可持续发展的“三驾马车”,统称为WWS(风能+水能+太阳能)。 斯坦福大学土木与环境工程教授、斯坦福伍兹环境研究所高级研究员马克•雅各布森(Mark Z. Jacobson)说,“德州的电力,风能只占≈20% 。” 他的一项新研究,发表在展望智能电网未来的《智能能源》杂志上[2]。 雅各布森利用计算机模型证明,就大的地区范围内平均而言,寒潮来袭、家庭和商业供暖需求最大时,风力涡轮机的出力实际上会上升。 而且他断言,风能与太阳能和水能、各种储能系统,以及与对人的激励相结合,改变他们的某些用电时间,不仅能满足全世界的电力需求,而且总体上能满足此类危机期间每时每刻的全部能源需求。 雅各布森的研究报告,考察了低成本、可再生能源网络,满足全世界,包括美国在内需求的能力,能够度过最寒冷的时光,而且不会停电。他特别想回答的关键问题是,可再生能源能否完全经受住最恶劣的气候?按照他的模型,寒冷的气候和风能输出之间存在“直接联系”。也就是说,风能往往随着天气变冷而输出上升,恰恰与热能增加的需求相对应。雅各布森说,风力发电不仅能在最寒冷的日子里维持下去,还能在最需要它的时候发挥作用。气候转冷,风力升高。 雅各布森认为,这些调查结果适用于现实世界。今年2月的严寒期间,如果德州所有的风力涡轮机得到适当的冬季保护,或免受极端寒冷的侵袭,就能在寒流期间为德州人提供关键的电力,也有助于防止发生停电。 这个研究报告还调查了与输出稳定性相关的问题。风并不一直在吹,云层覆盖和黄昏限制了太阳能的可靠性。但据雅各布森说,风能和太阳能的输出,实际上“相反”又“相成”。总的来说,通常白天不刮风的时候,阳光灿烂。相反,风暴、云层遮蔽阳光,风就越刮越大,使涡轮机旋转快起来。 雅各布森的模型表明,在白天,大面积平均,风能和太阳能发电是“互补”的。一个滞后了,另一个就来“填空”。 雅各布森在论文的最后,解答了人们对可再生能源最大的、“挥之不去”的担忧:它们能否在最冷或最热的气候条件下满足全球的总需求?他对“疑虑”的答案,直指是否有一天能够证明,可再生能源足够可靠、能完全取代化石燃料。 为了回答这个问题,雅各布森考察了全球143个国家、24个大型、仅有可再生能源(WWS)电网的地区。他到处寻找低成本的解决方案。在寒冷地区如加拿大、俄罗斯、欧洲、美国和中国,采暖需求增加往往伴随着风能输出上升。在其他大多数地区,仅发现有适度的“相关性”,但仍能满足需求。 这些调研结果不仅对能源安全有影响,对缓解气候变化战略和公共卫生也有影响。雅各布森在论文中指出,每年700万人死于空气污染,其中包括美国人约7.8万,大都是消耗化石燃料导致空气污染的结果。转向WWS能源(风能、水能、太阳能),能避免这些死亡。 雅各布森说,“这些模型表明,在大多数气候条件下,风能可帮助满足不断上升的季节性采暖需求,即使在最寒冷的时候,也可既降低能源的成本,挽救人们的生命,又在全球范围内,创造的就业机会比失去的多几百万。” 《中国能源网》新能源-风能专栏去年12月23日报道说,丹麦人利用陆上风能成功地实现了电网供需平衡,但还没有明确意识到可再生能源系统自身的“正相关”和“互补性”。 资料与注释: 1. ANDREW MYERS, Stanford study finds that wind energy output increases when people need heat the most, Stanford University, MARCH 17, 2021 2. Mark Z. Jacobson, On the correlation between building heat demand and wind energy supply and how it helps to avoid blackouts, Smart Energy 1 (2021) 100009, Available online 5 March 2021  
  • 《斯坦福大学推出首个AI指数,将用于追踪和衡量人工智能发展标准》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:姜山
    • 发布时间:2017-12-06
    • “AI Index”(AI指数)近日重磅发布,这是斯坦福大学AI百年研究(AI 100)的一个项目,类似于用GDP和标准普尔500指数来衡量美国的经济和股票市场。 AI指数旨在追踪人工智能的活动和进展。目标是促进基于数据的AI的广泛交流和有效对话。这是AI Index的首届年度报告,从多个角度观察和汇报了人工智能中的动态和进展。 该报告列出了2017年人工智能在计算机视觉、自然语言理解等方向上的最新进展,分学术、产业多个角度盘点人工智能进度。报告还综合学术论文数量、招生数量和VC投资数量,得出AI发展活力指数,数据显示,最新一波AI浪潮在2015年活力最高,自那以后其活力开始有小幅减弱。 自1965年人工智能首次被提出以来,曾经的科学幻想已经拥有了非常现实的发展前景,如无人驾驶汽车、可以识别复杂语音指令的智能手机以及可视计算机。为了追踪这一领域的发展,一个由斯坦福大学领导的名为AI 100的人工智能思想家小组发布了一项指数,旨在为人工智能的状态提供一个全面的基准,并衡量技术的进步。 AI 100成立于三年前,它是一份来自Eric Horvitz的慈善礼物。Eric Horvitz是斯坦福大学校友,也曾担任过人工智能促进会前主席。AI 100于2016年秋发布的首份报告,曾试图预测2030年人工智能可能对城市环境带来的影响。 AI指数建立的基线度量指标 AI指数至少追踪权衡了来自学术界,工业界,开源软件及公众利益的18个独立向量,以及在诸如语音识别,问答,计算机视觉(可以识别二维图像中的对象和活动的算法)等领域进展的技术评估。该指数的具体指标包括对学术论文发表的评估、课程注册、与人工智能相关的创业公司、新增就业职位、搜索词频和媒体提及率等。 在许多方面,我们对人工智能的讨论是盲目的,缺乏能用来对活动进行可靠评估的数据,AI指数的目的在于提供一个基于事实的衡量标准,我们可以跟均这个标准来衡量进展情况,并就该领域的未来进行更深入的讨论。 计算机科学名誉教授Shoham表示:“只有当AI指数成为一项团体研究的时候,才能成功。” 虽然研究人员称AI指数是跟踪科学或技术进步的第一个指标,但还有很多其他非财务的指标可以为难以量化的领域提供宝贵意见。比如社会进步指数、中东的和平指数和孟加拉国的赋权指数,这些指数衡量的因素包括营养、卫生、工作量、休闲时间、公众情绪,甚至公共演讲机会等。 AI指数反映出来各种有趣的问题 这个首创指数的发现包括自2000年以来,人工智能创业公司增长了14倍,同期,风险投资增加了6倍。 就学术界而言,在过去的20年里,人工智能的出版物增加了9倍,相关课程的注册率也在不断飙升。比如,斯坦福大学的入门教育机器学习课程的注册人数在过去的30年里,增长了45倍。 再者,从技术指标上来看,图像和语音识别都在逐步接近人类的表现。研究人员指出,人工智能系统在物理探测,理解,回答问题以及皮肤癌细胞摄影图像分类方面都有出色表现。 但是小智君发现,这份报告仍然是非常美国化的,因为主要以美国情况为中心,它还需要更大的国际影响力,以及更多不同的声音。除了现在的风险投资基金外,政府和企业投资拥有更大的机会。 就人类水平的表现而言,AI指数表明,人工智能已经到达了某种程度,尤其是在游戏类的应用程序中,如国际象棋,危险边缘和围棋。尽管如此,研究人员指出,计算机在将特定信息归纳为更深层意义的能力方面,仍然滞后。 在过去的十年里,人工智能已经取得了令人惊叹的进步,但计算机仍然不能展示出一个5岁孩子应有的常识或智力。 AI指数是在AI 100、谷歌、微软以及Toutiao的资金支持下提出的。数据来自美国超过20家互联网大企业以及权威机构。在这份报告中,我们通过多个视角来观察AI的活动和进展。我们汇总了网络上的数据,也贡献了原始数据,并从数据序列的组合中提取新的度量标准。 但是,提供数据只是一个开始。为了真正实现作用,AI指数需要来自更大的社区的支持。最后,这份报告呼吁更多人的参与。每个人都有能力提供数据、分析收集的数据,并列出你希望跟踪的数据。无论你是否有答案或问题,我们都希望这份报告能让你了解AI指数,并成为有关AI的话题的一部分。