在燃?xì)庵谢烊?0%的氫氣用于家庭烹飪、取暖等常規(guī)用能，英國(guó)的這一試點(diǎn)項(xiàng)目能夠減排多少二氧化碳？有多少英國(guó)家庭愿意參與這項(xiàng)試點(diǎn)項(xiàng)目？能源種類的改變是否會(huì)帶來(lái)不同的用能體驗(yàn)？在蘇格蘭，計(jì)劃建設(shè)的28兆瓦Kilbraur風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目承諾，建成后將為周邊4公里范圍內(nèi)的居民提供每兆瓦5000英鎊的社區(qū)福利，要如何落實(shí)？領(lǐng)取電費(fèi)補(bǔ)貼或家庭能效補(bǔ)助的方式是否會(huì)影響一個(gè)家庭的用電習(xí)慣？
試點(diǎn)研究、惠民項(xiàng)目層出不窮，那這些涉及千家萬(wàn)戶的能源大數(shù)據(jù)要如何收集、使用和分析呢？
“能源大數(shù)據(jù)的運(yùn)用眼下在英國(guó)是一個(gè)非常熱門(mén)的領(lǐng)域。政府也牽頭成立了能源數(shù)據(jù)工作組。但我們發(fā)現(xiàn)，在能源需求的預(yù)測(cè)上，大數(shù)據(jù)往往是擅長(zhǎng)處理整體性的、國(guó)家層面的信息，一旦深入到個(gè)體或者居民家庭層面，就面臨各種各樣的問(wèn)題?！庇?guó)皇家工程院院士、帝國(guó)理工學(xué)院教授蒂姆·格林（Tim Green）指出。當(dāng)前，對(duì)于能源數(shù)據(jù)的應(yīng)用，英國(guó)面臨的一大挑戰(zhàn)來(lái)自于分散的家庭用能市場(chǎng)?！昂?jiǎn)單說(shuō)，就是如何預(yù)測(cè)一個(gè)個(gè)家庭的能源需求?！?
“居民家庭的用能情況總有一些不確定性?！痹诘倌贰じ窳挚磥?lái)，這些不確定性正是預(yù)測(cè)過(guò)程中的難題?！皬挠?guó)家庭用電的峰谷曲線圖來(lái)看，多年來(lái)，英國(guó)家庭的用電低谷一般是在下午三點(diǎn)半左右，高峰則一般在晚上五點(diǎn)半到六點(diǎn)之間。這是常規(guī)情況。但有一天就出現(xiàn)了異常?！钡倌贰じ窳炙傅拿黠@異常是2013年7月7日，“那一天是溫網(wǎng)男單決賽，好多英國(guó)人都去看比賽了，所以在本該是用電高峰的傍晚五點(diǎn)半左右，英國(guó)家庭的平均用電量卻成了一天中的最低谷。”
除了特殊情況下的不確定性，蒂姆·格林表示，即便在常規(guī)環(huán)境下，家庭用能的分析預(yù)測(cè)也存在多種影響因素?！耙粋€(gè)家庭的能源使用效率到底有多高？其中不僅僅涉及到氣價(jià)、電價(jià)等價(jià)格因素，可能還受到家庭人數(shù)、收入、成員年齡、職業(yè)，甚至季節(jié)、天氣等因素的影響。而且這些數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中，還關(guān)系到家庭乃至個(gè)體的隱私保護(hù)等倫理問(wèn)題。”
那么，面對(duì)這些挑戰(zhàn)，滲透到個(gè)體、家庭的能源需求預(yù)測(cè)將如何實(shí)現(xiàn)呢？蒂姆·格林把目光放在了“機(jī)器學(xué)習(xí)”技術(shù)上。
的確，在日前中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《電力大數(shù)據(jù)專業(yè)發(fā)展報(bào)告》中，以“機(jī)器學(xué)習(xí)”為代表的分析挖掘技術(shù)被列入電力數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。近日，美國(guó)能源部能源高級(jí)研究計(jì)劃署也宣布，將提供1500萬(wàn)美元的資金用于支持機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等在能源技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的應(yīng)用。
蒂姆·格林透露，目前英國(guó)很多相關(guān)研究機(jī)構(gòu)都在使用“機(jī)器深度學(xué)習(xí)”的方式預(yù)測(cè)家庭能源使用?！皺C(jī)器學(xué)習(xí)是把計(jì)算機(jī)作為工具，真實(shí)、實(shí)時(shí)地模擬人類的學(xué)習(xí)方式，然后將學(xué)到的內(nèi)容重新加工分析，進(jìn)一步優(yōu)化計(jì)算機(jī)程序。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)，可以分析家庭的電力消費(fèi)規(guī)律，在哪些相對(duì)固定的時(shí)間段會(huì)使用哪些電器、家庭的用電負(fù)荷是多少……從而為一些需求側(cè)方案相應(yīng)提供參考。當(dāng)然，我們預(yù)測(cè)的需求和現(xiàn)實(shí)的需求會(huì)有一定的差別，要想成功運(yùn)用數(shù)據(jù)得出分析結(jié)論并非易事?！?
除需求側(cè)的預(yù)測(cè)外，蒂姆·格林還表示，隨著技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展，機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)于電力系統(tǒng)的分布式控制、高頻率的靈活響應(yīng)等方面也將發(fā)揮重要作用。
