当涉及到管理中断电力服务的紧急状况时，电网运营商面临着巨大的挑战和巨大的机遇。在美国，越来越多的停电事件造成了约300-500亿美元的损失，每年影响到数百万的客户。挑战和机遇都在于优化电力系统在意外发生时的反应。优化可以将这些事件的影响降到最低。

太平洋西北国家实验室（PNNL）的研究人员正在与谷歌研究公司、PacifiCorp和V&R能源公司的合作伙伴合作，开发一个实时适应性应急控制系统，以保障电网免受极端天气和其他破坏性事件造成的昂贵干扰。

可扩展的高性能自适应深度强化学习实时应急控制（HADREC）平台利用一种称为深度强化学习的人工智能（AI），以及高性能计算，可以在电网发生干扰的几秒钟内实现决策和系统反应的自动化。

深度强化学习改善了传统强化学习的能力，能够更好地扩展并快速有效地将现有模式应用于真实事件中成千上万的系统资产的未预测问题。初步结果显示，HADREC技术将有助于将系统反应时间减少60倍，将系统恢复时间提高至少10%。这有助于防止级联中断，从而使电网运行更加高效和有弹性。

实现真实世界系统示范的三年计划

该项目的合作者正在意识到将来自问题各个角度的不同观点和专业知识结合起来的好处，同时有效地致力于解决这个问题。在第一年，该团队为HADREC算法建立了性能方法和基准，并开始使用与德克萨斯州电网规模相当的模拟系统对其进行测试。一旦对算法的性能感到满意，他们就将测试转移到一个更现实、更大规模的系统。

现在，随着他们进入第三年，该团队将专注于使用实际的公用事业和电网数据来展示该技术。到2022年项目结束时，该技术将被开发出来，并经过充分的测试，可以与真正的生产系统整合。

PNNL电气工程师和合作者黄说："有时电网运营商有传统的方法来解决一个特定的问题，但它是困难和耗时的，他们仍然可能没有得出一个可行和有效的答案。像这样的ARPA-E项目将各方拉到一起，从多个角度指导开发，并与强大的研究能力相结合，更有效地解决现实世界的问题。"

挖掘工业界和国家实验室的经验

与PNNL在该项目上合作的有公用事业供应商和技术开发商V&R能源公司、投资者拥有的公用事业公司PacifiCorp，以及拥有机器和强化学习专业知识的谷歌研究团队。每一个人都掌握着一块独特的拼图。

总部位于俄勒冈州波特兰市的PacifiCorp是美国西部最大的电网运营商之一。PacifiCorp输电规划工程师Song Wang说："我们与PNNL这样的国家实验室合作的好处是为解决日益复杂的挑战提供了新的想法、技术和工具。反过来，我们能够与我们的研究伙伴分享关于我们在公用事业行业面临的具体挑战的信息，以帮助有效地将团队的努力集中在解决方案的开发上。"

对于V&R能源公司来说，其目标是帮助为PacifiCorp和其他电网运营商面临的问题提供有效的解决方案。我们有处于各种压力条件下的电力系统，其中包括由于可再生能源发电的互连规模比以前大而导致的不同行为模式，联合创始人Marianna Vaiman说，我们也看到了很多恶劣的天气事件，如野火和飓风，这时会在很短的时间内发生连环停电。我们试图通过这个项目实现的是在严重事件发生时对系统进行非常快速、强大和可靠的控制。

谷歌研究团队也借出了他们的专业知识，成功地将深度学习和强化学习应用于该项目。我们的目标是在广泛的重要主题中研究长期的、雄心勃勃的问题。我们探索利用我们独特的能力为社会服务的机会，而这个项目与我们的工作和使命非常吻合。

HADREC合作的最终重点是通过提供快速、准确的缓解措施来减少电力系统中发生的严重事件或故障的影响，缓解威胁电网稳定性和可靠性的状况。随着我国和世界范围内能源资源组合的不断变化，以及极端事件的频率不断增加，这个问题的解决方案变得越来越重要。我们在这个项目上所做的事情现在变得比我们刚开始时更加重要，而像我们这样集思广益，将使我们更快地达到目的，并获得更准确的答案。

HADREC团队已经开发了一套开源的分析软件和工具，用于开发新颖的、基于人工智能的智能电网应急控制应用。这些应用可以帮助电网运营商保障其网络的可靠性，应对自然和人为的威胁。该团队计划在2022年底前提供这些应用程序的许可。许可软件和工具将使公用事业和系统运营商能够开发新的应急控制解决方案，以适应他们自己的独特需求和挑战。