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    阿里達(dá)摩院獲NeurIPS虛擬電廠競(jìng)賽冠軍 AI減碳超一成

    在全球AI頂會(huì)NeurIPS 2022的虛擬電廠國(guó)際競(jìng)賽中,阿里達(dá)摩院研究團(tuán)隊(duì)獲得冠軍。他們提出的電力調(diào)度AI解決方案,創(chuàng)新性地融合預(yù)測(cè)技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)和強(qiáng)化學(xué)習(xí),使得實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在用電量不變的前提下,碳排放量減少13.6%,電費(fèi)減低28.2%。這項(xiàng)創(chuàng)新有望加速虛擬電廠尤其是零碳園區(qū)的落地推廣,推動(dòng)能源綠色轉(zhuǎn)型。


    達(dá)摩院團(tuán)隊(duì)奪冠

    雙碳背景之下,虛擬電廠備受關(guān)注。所謂虛擬電廠,是通過(guò)智能技術(shù)將用戶側(cè)分散的光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷等主體進(jìn)行聚合并優(yōu)化調(diào)度,具有促進(jìn)新能源消納、降低碳排放、提升電網(wǎng)運(yùn)行安全等作用。NeurIPS 2022 CityLearn Challenge設(shè)定的虛擬電廠是美國(guó)加州一個(gè)真實(shí)園區(qū),包含17幢配有光伏和儲(chǔ)能設(shè)備的樓宇。參賽隊(duì)伍需要在不改變用電量的情況下,盡可能降低碳排放量、電費(fèi)和電網(wǎng)波動(dòng),以向 “零碳園區(qū)”邁進(jìn)。


    實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目示意圖

    這項(xiàng)全球頂級(jí)賽事吸引了50多個(gè)國(guó)家的100多支隊(duì)伍參加,包括微軟、華盛頓大學(xué)、清華大學(xué)、香港科大等頂尖團(tuán)隊(duì),比賽持續(xù)數(shù)月,歷經(jīng)三輪,最終阿里達(dá)摩院研究團(tuán)隊(duì)獲得了冠軍,他們提出的AI解決方案可讓實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的碳排放量較基準(zhǔn)下降13.6%,電費(fèi)下降28.2%,電網(wǎng)波動(dòng)減少17.9%。

    據(jù)介紹,虛擬電廠由于牽涉主體眾多,場(chǎng)景多樣,決策頻率高,且需要兼顧多個(gè)目標(biāo),技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度高。這項(xiàng)比賽更是需要將新能源功率AI預(yù)測(cè)與電力調(diào)度AI決策相結(jié)合,先根據(jù)天氣狀況滾動(dòng)預(yù)測(cè)每小時(shí)的光伏發(fā)電情況,再結(jié)合樓宇負(fù)荷情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的儲(chǔ)能充放電決策,調(diào)度時(shí)長(zhǎng)高達(dá)一年合計(jì)8760個(gè)小時(shí),計(jì)算復(fù)雜度遽增。

    鑒于預(yù)測(cè)與決策緊密相關(guān),研究團(tuán)隊(duì)先采用了在線滾動(dòng)校正預(yù)測(cè)技術(shù),盡可能提升預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性;隨后在決策環(huán)節(jié)創(chuàng)新性地將優(yōu)化技術(shù)與強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行融合,即便預(yù)測(cè)存在不確定性,依然能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)決策。具體而言,他們利用達(dá)摩院自研的優(yōu)化求解器MindOpt及其建模平臺(tái),將復(fù)雜的電力調(diào)度轉(zhuǎn)化成線性規(guī)劃問(wèn)題,進(jìn)行準(zhǔn)確、快速地求解;同時(shí)引入了多智能體協(xié)作的強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù),讓虛擬電廠眾多主體相互協(xié)同,以同時(shí)實(shí)現(xiàn)低排放、低電費(fèi)、低波動(dòng)的目標(biāo)。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),優(yōu)化和強(qiáng)化學(xué)習(xí)兩種方法各有優(yōu)勢(shì),于是他們通過(guò)集成算法取兩者之長(zhǎng),獲得了國(guó)際領(lǐng)先的結(jié)果。

    據(jù)介紹,這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)由于能夠適應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界中的不確定性,具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值,有望破解虛擬電廠的調(diào)度難題。獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)來(lái)自于阿里達(dá)摩院決策智能實(shí)驗(yàn)室,該實(shí)驗(yàn)室今年已多次在虛擬電廠主題的國(guó)際競(jìng)賽中獲獎(jiǎng),包括GECCO 2022“基于風(fēng)險(xiǎn)的能源調(diào)度”競(jìng)賽冠軍和WCCI 2022 L2RPN法國(guó)輸電網(wǎng)調(diào)度競(jìng)賽亞軍?;谧匝星蠼馄?、安全強(qiáng)化學(xué)習(xí)、時(shí)序預(yù)測(cè)等底層技術(shù),實(shí)驗(yàn)室打造出綠色能源AI解決方案,落地全國(guó)多家電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè),正不斷促進(jìn)綠色能源消納,助力電網(wǎng)安全運(yùn)行。

    極客網(wǎng)企業(yè)會(huì)員

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    2022-12-19
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