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虚拟人工锅炉与热态实验方式的优势比较如图12.
2) 机组协调系统的虚拟人工系统
机组协调控制是火力发电的关键环节,规划建立实现火电机组协调优化的虚拟人工系统. 采用大数据挖掘技术, 分析煤质变化、司炉经验、负荷变化、排放要求等, 形成虚拟人工模型; 采用知识发现等人工智能技术, 实现虚拟人工的协调控制模型. 如图13, 虚拟人工系统和DCS 中的协调控制系统之间采用信息交互, 实现数据驱动; 采用平行引导, 实现平行执行. 设置投入/切除环节是为了增加系统的可靠性.
3) 虚拟人工系统的信息架构
在信息管理的虚拟人工系统中, 同样需要建设与传统信息系统对应的虚拟人工系统的信息系统,其架构分为四层(如图14).
智能IT 平台: 基础信息平台, 提供各种运行的历史数据、实时数据及未来的预测数据.
运行操作知识自动化: 利用手持移动设备、现场信息系统等, 及时反馈现场信息, 在后台知识库和远程专家指导下, 进行现场作业;
运营管理协同化: 业务战略驱动业务模型、业务模型驱动业务流程、业务流程驱动火力发电系统的运行, 形成流程高度集成、业务高度协同、价值全局最优;
运营决策科学化: 根据历史、实时及预测数据,采用数据驱动方式, 实现事前科学预测、事中动态改进、事后全面分析.
例如当环保部门根据气象数据, 提出了具体的环保指标信息要求后, 虚拟的运行决策系统依据该指标, 首先根据运营决策的人工流程, 将指标分解到虚拟运行管理层; 虚拟运行管理层基于其人工流程,进一步分解指标到运行操作层; 运行操作自动化层根据实体能源各环节和机组设备的历史、实时及预测数据, 通过社会计算方式, 确定将该指标分解到各环节和设备, 从而引导实际系统按优化方式运行.
4.3 智能家居的能源系统设计和运行管理
传统的用电家居主要包括空调、冰箱、照明等电器设备, 这些设备在用户侧, 将用户所需的冷热电等耦合起来, 根据人类的生活习惯、电网电价及其它信息进行运行管理, 可以实现节能降耗、电网友好、参与需求侧管理等. 如目前Opower 公司拥有四成美国家庭的能源消费数据, 与电气公司合作, 获取家庭消费者的能源使用数据, 为电气公司提供面向消费群体的节能方案, 包括通过移动端推送能源账单, 群发节能贴士类邮件, 提供管控家用恒温器的软件服务等, 可以减少用户电费支出、实现电网消峰填谷.
随着家庭分布式光伏发电、家用储能及家用电动车的发展, 家庭和商业用电在用电量、电力、用电时刻及运行方式(可作为电网负荷从电网获取电力电量、也可作为发电电源向电网提供电力电量) 等方面都发生了更大变化[55]. 分布式光伏的一次能源具有间隙、波动和随机性, 形成光伏功率的不稳定性; 电动车与人的出行习惯、驾驶习惯及交通状况密切相关, 具有典型的社会性; 储能既为电动车提供电能、也可解决光伏发电的不稳定性, 同时给用户错时用更便宜的电提供了支撑. 随着家庭和商业用电占比的急剧增加, 需要研究其电力需求响应特性及需求侧管理. 目前有多家公司, 如美国EnerNoc、新西兰Powershop、德国GreenPacket 和ParceOne 等公司投资该领域, 特别是美国特斯拉公司开发出了家用壁挂式储能(电) 产品, 与SolarCity 光伏设备厂家联合采用该储能产品, 解决了家用光伏功率不稳定, 并可做移动电源使用. 该公司的目标就是实现光伏+ 用户储能+ 电动车+ 能源控制软件, 实现“颠覆汽车", 还要”颠覆电网" 的目标.
为了实现家居能源系统的有效管理, 需要获得分布式光伏发电的预测、用能习惯、出行交通状况、参与需求侧的响应特性等. 家居用能大多具有显著的个性化、社会性特征, 是复杂系统. 需要采用虚拟人工系统进行家居能源系统的设计、运行和管理, 才能有效管理家居能源系统.
1) 能源系统设计
根据当地天气状况、建筑特点、负荷状况、电价信息, 确定光伏和储能. 基于天气变化、光伏板运行老化、电池技术进步和运行状况、负荷特征及参与需求侧响应等, 建立各环节的智能体模型, 形成虚拟人工的多智能体系统, 分析系统的经济性, 实现系统的最佳设计. 该系统需要适应天气变化、负荷变化及人类个性化和社会性影响, 属于开放系统. 可以基于虚拟人工系统, 采用信息熵引导能源熵实现优化设计.
2) 能源系统的运行控制
采集实际系统的各种运行信息, 采用数据驱动,形成光伏预测智能体、光伏控制智能体、电池控制和管理智能体、负荷智能体、电动车智能体、配电网智能体及系统运行控制智能体等, 组成家居能源系统的运行控制多智能体系统. 基于历史、实时和预测信息, 与虚拟人工的设计系统互动, 在虚拟人工设计的搜索空间中, 通过社会计算, 获得最佳运行控制策略, 进而采用平行执行, 引导家居能源系统运行, 实现家庭能源管理, 如对家庭用电器的深度控制; 基于生活习惯的大数据分析, 提供能效分析和建议、个性化电价、节能方案等.
