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根據(jù)The Conversation公布的最新數(shù)據(jù)，歸功于風(fēng)能和太陽能的大力發(fā)展，2016年英國可再生的清潔能源比重再創(chuàng)新高，是過去60年以來最清潔的電力結(jié)構(gòu)。然而，想要進一步擴大可再生能源規(guī)模，所面臨的難題之一就是間歇性，也就是說這些能源取決于風(fēng)力、陽光等天氣條件。同傳統(tǒng)能源不同，間歇性意味著可再生能源可能無法滿足激增的需求。這也是為何近年來我們不斷聽到“沒有充足光線”頭條新聞的原因之一。

在推進清潔的可再生能源進程中，英國又是如何克服這個先天不足的呢?英國電網(wǎng)運營商National Grid(國家電網(wǎng))部署了幾套方案，從而確保能夠始終滿足英國生產(chǎn)生活需求。首先對于較少的電力缺口，National Grid要求電力供應(yīng)商以低于最大電力輸出的標準來運行常規(guī)發(fā)電站，并根據(jù)缺口需求逐步增加。

而對于較大的電力缺口，National Grid確保發(fā)電站，尤其是天然氣發(fā)電站始終處于待命狀態(tài)。為進一步降低傳統(tǒng)電力輸出，部分發(fā)電站的發(fā)電量只要求在每年幾十到幾百小時之間。這不僅能夠促進碳排放，更重要的原因此類短期干預(yù)的發(fā)電廠成本是非常昂貴的。

另一種替代解決方案就是安裝超大(電網(wǎng)級別)的電池，來存儲可再生能源并需要的時候進行釋放。該方案在近期獲得了極大的關(guān)注，但是考慮到當(dāng)前電池技術(shù)的成本，電網(wǎng)級別的電池存需要非常昂貴的前期投資。

按需的解決方案

在對這些問題進行深入研究之后，英國的科研專家正在研發(fā)一種Demand-Side-Response(按需響應(yīng))的替代解決方案。該方案的舉措之一是，獎勵那些在收到通知后立即減少用電量的消費者。這項優(yōu)惠適用于大型工業(yè)客戶到個體消費者，關(guān)閉空調(diào)、照明和冰箱都能獲得獎勵。

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Demand-Side-Response的另一項舉措就是，要求那些具備存儲電力設(shè)備的消費者幫助分擔(dān)激增的需求。例如裝備太陽能面板和相關(guān)蓄電池的家庭，可以通過將蓄電池連接到電網(wǎng)中，用于抵扣設(shè)備的償還費用。此類別的其他設(shè)備還包含電動汽車、醫(yī)院/大學(xué)的不間斷電源(UPS)單元。

按需響應(yīng)的兩種措施都已經(jīng)開始部署。部分工業(yè)用電客戶，以及類似于酒店經(jīng)營者的某些特定公司已經(jīng)簽署了減少用電的合約。與此同時，National Grid吸引了很多對電力存儲計劃感興趣的投標者，并已著手在英國部分地區(qū)進行試點部署。這種存儲可以認為是大規(guī)模電池的替代解決方案，如果形成足夠大的規(guī)模這種電力存儲會變得更加經(jīng)濟。

在客戶池成功創(chuàng)建之后，部分設(shè)備可能無法始終保持電力存儲狀態(tài)，或者用于降低當(dāng)前的電力需求。在這段時間內(nèi)就需要在計算中同時考慮到，減少電網(wǎng)干擾和激勵消費者參與。問題是，一旦客戶池超過一定規(guī)模，這個方案就會變得更加復(fù)雜。例如，知道哪些消費者進行了注冊，目前用電設(shè)備的具體用電量和費用。

按需響應(yīng)同樣也有可能會帶來不期望的效果，例如在消耗過程中的大規(guī)模同時反彈。例如在按需響應(yīng)結(jié)束之后，很多冰箱需要吸取額外的電量來讓內(nèi)部溫度降低到所需級別之下。

最后，按需響應(yīng)還存在一個潛在的重大安全問題：從很多設(shè)備上收集能源使用數(shù)據(jù)的中心系統(tǒng)，可能遭到惡意攻擊以及信息篡改。這可能會破壞電網(wǎng)的平衡，以及對客戶欠款的追蹤。

看人工智能如何提供幫助

面對這些挑戰(zhàn)，新興的人工智能似乎就是你所尋找的答案。例如，為了篩選最佳的電網(wǎng)參與者，電網(wǎng)運營商可以使用復(fù)雜的機器學(xué)習(xí)技術(shù)，模擬特定設(shè)備的行為以及電池存儲單元來審查智能電表和傳感器的數(shù)據(jù)。

智能電網(wǎng)概念：工業(yè)和智能電網(wǎng)設(shè)備身處于一個聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中。可再生能源和智能電網(wǎng)技術(shù)所創(chuàng)建的智能城市將滿足未來生活居住的各項需求。

在注冊電網(wǎng)存儲之后，根據(jù)預(yù)測算法對充電/放電數(shù)據(jù)進行分析，未來可以預(yù)估電池組或電池單元的有效壽命。擁有者依然可以獲得適當(dāng)?shù)难a償，而且能夠較為直觀的知道電池大概還能持續(xù)多久。

涉及池中的設(shè)備管理，人們曾經(jīng)認為可以使用單獨的智能電表或者控制設(shè)備在云端充當(dāng)中心服務(wù)器。事實上，這種智能電表的造價非常昂貴，而且需要服務(wù)器在更短的時間(以毫秒為單位)內(nèi)分析數(shù)據(jù)，一旦池中超過數(shù)千臺設(shè)備就會崩潰，因此這種方案是不可行的。

替代解決方案就是在電網(wǎng)本身上安裝能夠檢測需求程度的計量裝置，根據(jù)需求相應(yīng)的調(diào)整輸出功率。這不僅能夠承擔(dān)中心服務(wù)器的壓力，只需要在區(qū)域級別進行計量，而不是每個電力設(shè)備。但這依然遺留了一個復(fù)雜的控制問題–如何協(xié)調(diào)所有設(shè)備的用電需求。來自赫瑞瓦特大學(xué)的科研團隊正使用基于人工智能的算法來解決這個問題。

在洞察算法理論到開發(fā)獎勵/懲罰機制(確保池中有足夠多的客戶參與，在必要的時候做出響應(yīng))，人工智能的研究都提供了很大的幫助。研究人員也樂觀的認為，區(qū)塊鏈技術(shù)(運用于比特幣)可以夯實分散總賬系統(tǒng)的基石，讓用戶數(shù)據(jù)規(guī)避單個存儲點的安全風(fēng)險。

在英國和其他地區(qū)的多家人工智能研究機構(gòu)，已經(jīng)著手應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，而且一些初創(chuàng)公司已經(jīng)開始實踐開發(fā)此類系統(tǒng)，例如相對簡單的機器學(xué)習(xí)版本已經(jīng)開始投入使用。站在國際的最前沿，英國有更好的機會在接下來幾年實現(xiàn)更智能的按需響應(yīng)。