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新型電力系統(tǒng)包含了發(fā)、輸、配、用幾個(gè)環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)都有創(chuàng)新。
個(gè)人認(rèn)為在新型電力系統(tǒng)的邊緣,存在著創(chuàng)新,甚至在智能化領(lǐng)域的顛覆式創(chuàng)新的機(jī)會(huì),虛擬電廠是其中的趨勢之一。
GPT對顛覆式創(chuàng)新的定義是:
顛覆式創(chuàng)新(Disruptive Innovation)是由哈佛商學(xué)院教授克萊頓·克里斯坦森(Clayton Christensen)提出的一個(gè)概念,用來描述一種能夠改變市場格局、顛覆現(xiàn)有行業(yè)的創(chuàng)新方式。與傳統(tǒng)的漸進(jìn)式創(chuàng)新(Incremental Innovation)不同,顛覆式創(chuàng)新通常通過提供更簡單、便宜或更方便的產(chǎn)品或服務(wù)進(jìn)入市場,從而吸引一部分以前未被滿足的客戶群體,最終引發(fā)整個(gè)行業(yè)的變革。
新型電力系統(tǒng)的邊緣
新型電力系統(tǒng)的邊緣,在中低壓的公共配電系統(tǒng),和用戶配電系統(tǒng)內(nèi)部。
1、傳統(tǒng)意義上公共配電系統(tǒng),是由持有特需經(jīng)營牌照(電力業(yè)務(wù)許可證)的配電公司DSO(電網(wǎng)全資的供電公司)建設(shè)運(yùn)營的。以供電營業(yè)服務(wù)為基礎(chǔ),以“營配調(diào)融合”為業(yè)務(wù)技術(shù)趨勢。
2、用戶配電系統(tǒng),之前并不成為“系統(tǒng)”,無論是“廠用電”、“民用建筑供配電”、“建筑電氣”等之前流行的概念,更多的是從設(shè)備和設(shè)計(jì)的角度去看待,因?yàn)樽鳛榕潆娤到y(tǒng)的最末端,用戶配電系統(tǒng)只是基于簡單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(非網(wǎng)狀)的,單向的,幾乎無需管理的電能末級配送。
電力系統(tǒng)邊緣的演化趨勢
由于新的社會(huì)趨勢、商業(yè)模式變化,尤其是分布式新能源的快速滲透,帶來以下兩方面的影響:
1、在市場和商業(yè)層面的影響:
(1)公共配電和用戶私有配電的產(chǎn)權(quán)界限逐漸模糊。比如用戶專用的變配電房和電纜設(shè)施,由公共配電公司投資建設(shè)維護(hù),并租賃給用戶使用;再比如大量的城中村、商業(yè)綜合體、工業(yè)地產(chǎn)項(xiàng)目,內(nèi)部的公共配電設(shè)施形成了“轉(zhuǎn)供電”;還有新能源投資方為業(yè)主改造配電設(shè)施,并增加光儲(chǔ)并網(wǎng)柜。內(nèi)部的產(chǎn)權(quán)界定變得更為模糊和多元化。
(2)在用戶專用的配電系統(tǒng)中出現(xiàn)了新的市場主體。以前電力系統(tǒng)的主體是較為清晰的,發(fā)、輸、配、用四個(gè)身份,電力用戶只是用電主體。但是在新的電力系統(tǒng)邊緣,出現(xiàn)了分布式發(fā)電商、設(shè)備運(yùn)維商、下級的電力用戶(比如租戶)、分布式儲(chǔ)能商、微電網(wǎng)運(yùn)營商、充電場站運(yùn)營方、售電公司、虛擬電廠運(yùn)營商。他們之間在邊緣形成了大量“多對多”的交易,甚至出現(xiàn)了很多商業(yè)糾紛。
2、技術(shù)層面的影響
(1)硅基電力系統(tǒng)的出現(xiàn)。無論是固態(tài)開關(guān)、電力電子變壓/變流器、分布式光伏的逆變器、儲(chǔ)能PCS、充電樁、變頻器、直流空調(diào)、LED照明、電鍋爐、電窯爐、電磁爐、大多數(shù)新型電力設(shè)備是電力電子化的功率元件,在邊緣出現(xiàn)了“硅基電力系統(tǒng)”的雛形。
(2)邊緣側(cè)的復(fù)雜度增加至少一個(gè)數(shù)量級
傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)是單向潮流、簡單拓?fù)?、極少感知和控制、幾乎無需管理的。比如低壓開關(guān)從設(shè)計(jì)上就考慮幾乎免維護(hù)。
但是新型電力系統(tǒng)的邊緣,是雙向可變潮流、網(wǎng)狀復(fù)雜拓?fù)洹⒋罅啃枰八目伞钡闹悄茉O(shè)備接入。無論是智能節(jié)點(diǎn)數(shù)量,還是配網(wǎng)-微網(wǎng)群-微網(wǎng)的多層互動(dòng)關(guān)系,都比傳統(tǒng)電力配電系統(tǒng)運(yùn)行,高1-2個(gè)數(shù)量級的復(fù)雜度。
新型電力系統(tǒng)的邊緣演化,會(huì)帶來一種新的智能方向。
邊緣智能,另一種智能
2024年10月arXiv上發(fā)表了一篇作者為“耶魯大學(xué)shiyang zhang等人”的論文《混沌邊緣的智能》,

里面有一個(gè)有趣的觀點(diǎn):傳統(tǒng)上認(rèn)為,AI智能必須經(jīng)過大量的智能化數(shù)據(jù),甚至是人工合成的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練才能出現(xiàn)。但是我們發(fā)現(xiàn)另一種可能:
智能可以通過對簡單系統(tǒng)的建模而產(chǎn)生,只要這些系統(tǒng)表現(xiàn)出復(fù)雜的行為,即使生成這些數(shù)據(jù)的過程本身并不具備內(nèi)在的智能。
他們基于不同規(guī)則的元胞自動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù),訓(xùn)練AI進(jìn)行識別和預(yù)測,發(fā)現(xiàn)基于混沌規(guī)則的元胞自動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)集,能訓(xùn)練出具備較高AI智能的預(yù)測算法。
他們選擇的數(shù)據(jù)集是元胞自動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù),元胞自動(dòng)機(jī)基于非常簡單的一些規(guī)則,迭代運(yùn)行產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)結(jié)果。
選擇處于邊緣狀態(tài)的混沌系統(tǒng)數(shù)據(jù)去訓(xùn)練,能夠得到智能化的AI;如果是規(guī)律的數(shù)據(jù)、死數(shù)據(jù),或者徹底混亂的數(shù)據(jù),都無法訓(xùn)練出足夠智能的AI。
這個(gè)論文的結(jié)論是:
某種意義上,智能可以基于簡單規(guī)則的復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集合,在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的耗散結(jié)構(gòu)(混沌)中,在一個(gè)精妙的“甜點(diǎn)”維度上產(chǎn)生的。
新型電力系統(tǒng),物理邊緣帶來的邊緣智能
而新型電力系統(tǒng)的邊緣,可能正好處于智慧涌現(xiàn)的前期階段:
1、大量的并網(wǎng)的光儲(chǔ)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)在電網(wǎng)邊緣出現(xiàn),數(shù)量逐漸越過臨界數(shù)量。就像元胞自動(dòng)機(jī),必須由足夠的長度、經(jīng)過足夠的次數(shù)迭代才能展現(xiàn)出混沌的數(shù)據(jù)集合。
2、這些邊緣的節(jié)點(diǎn),規(guī)則較為簡單。聯(lián)網(wǎng)形態(tài)的微電網(wǎng)或者光儲(chǔ)系統(tǒng),按照PQ節(jié)點(diǎn)運(yùn)行,只需關(guān)注功率平衡。
3、節(jié)點(diǎn)之間形成簡單交互,比如隔墻售電、微電網(wǎng)群協(xié)調(diào),并且具備一定的、簡單的感知、通信、控制協(xié)作功能。
4、電力市場化和技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)了這種智能化和協(xié)作的前進(jìn)、迭代。
新型電力系統(tǒng)物理的邊緣,結(jié)合“四可”和市場化,會(huì)形成新的邊緣智能,并與高壓配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同。
個(gè)人認(rèn)為,電力系統(tǒng)的AIGC,不是只有一種路徑,即追隨互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的語義大模型,堆砌算力并形成集中式的AI算法。因?yàn)椴煌瑢蛹壍碾娏ο到y(tǒng),面臨的物理限制、信息結(jié)構(gòu)、智能規(guī)則、應(yīng)用場景都不一樣。
在輸電網(wǎng)層面,規(guī)則復(fù)雜,數(shù)據(jù)巨大,運(yùn)行集中,所以適合LLM這樣的集中式智能大模型,做集中預(yù)測、AI調(diào)度。
在電網(wǎng)邊緣系統(tǒng),即公共配電網(wǎng)、用戶配電網(wǎng)、微電網(wǎng)、甚至納電網(wǎng)的聚合,單個(gè)節(jié)點(diǎn)規(guī)則簡單,數(shù)據(jù)有限,節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多,海聯(lián)節(jié)點(diǎn)互動(dòng)后,會(huì)涌現(xiàn)出新的邊緣智能態(tài),而上述的技術(shù)和商業(yè)趨勢,某種程度也在推動(dòng)這種邊緣智能演進(jìn)迭代:
這是另一種智能涌現(xiàn)的路徑,也是更具有顛覆性的創(chuàng)新路徑。
虛擬電廠,邊緣智能的一種涌現(xiàn)形態(tài)
而虛擬電廠,本質(zhì)上是新型電力系統(tǒng)邊緣,基于海量節(jié)點(diǎn)+簡單規(guī)則而涌現(xiàn)出智能的一種抽象和上層應(yīng)用,節(jié)點(diǎn)足夠多時(shí)就能虛擬出一個(gè)電廠。
就像小魚或者小鳥數(shù)量足夠多,甚至能模擬出一個(gè)大型生物體,去恐嚇天敵,但是每條魚/鳥的運(yùn)行的規(guī)則大概只有2、3條。
以下是椋鳥群飛行的一張照片:

顛覆式的創(chuàng)新,大多都在邊緣開始出現(xiàn)。
分布式能源帶來的另一種智能的未來,值得探索和期待。
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