在學(xué)習(xí)如何編程方面陨亡，我最喜歡的部分之一就是發(fā)現(xiàn)開源軟件的功能购公。奇怪的是，每當(dāng)您準(zhǔn)備進(jìn)入一個新項目泊交，構(gòu)建一個新工具或進(jìn)行一些新分析時乳讥，就有人曾經(jīng)想到過該項目-或類似的東西。圍繞您的主題或選擇問題進(jìn)行清晰定義的Google搜索通常會產(chǎn)生大量有用的博客文章廓俭，軟件包和Github信息庫云石，這些信息由聰明的付費人員創(chuàng)建。
開發(fā)開源項目最困難的部分是它們是公共物品研乒，每個人都從中受益汹忠，但是創(chuàng)作者很少能從作品提供的全部價值中獲得補償。真正好的作品通常是某個學(xué)位的副產(chǎn)品雹熬，直接由一筆贈款提供資金宽菜，或者是由一家科技公司以善意的形式發(fā)布的，該公司可以負(fù)擔(dān)分享一些它認(rèn)為與醬汁無關(guān)的秘密（例如Apache Spark或Facebook的Prophet） ）竿报。
以我在可再生能源方面的背景铅乡，我對將數(shù)據(jù)科學(xué)應(yīng)用于能源轉(zhuǎn)換，或者更具體地說烈菌，是如何管理可再生能源發(fā)電并入電網(wǎng)特別感興趣阵幸。該領(lǐng)域中的一些常見問題包括電力負(fù)荷預(yù)測，太陽能和風(fēng)能發(fā)電預(yù)測芽世，整體電力系統(tǒng)建模（以衡量整個電網(wǎng)的性能）和電池優(yōu)化模型（重要的是擁有智能系統(tǒng)來管理儲能解決方案以實現(xiàn)最大化可再生能源的好處）挚赊。在轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)科學(xué)的過程中，我偶然發(fā)現(xiàn)了其中一些項目济瓢，并希望分享一些荠割。
電力基因組計劃
公用事業(yè)，項目開發(fā)商旺矾，倡導(dǎo)組織和其他電網(wǎng)利益相關(guān)者在工作中強烈需要電力系統(tǒng)建模蔑鹦。隨著風(fēng)能和太陽能繼續(xù)搶占市場份額，我們需要了解如何規(guī)劃和運營具有高比例的可變可再生能源的電網(wǎng)宠漩。這種初步分析稱為容量擴展計劃举反，這對于某些利益相關(guān)者來說是一個巨大的障礙，因為它通常需要大量資源扒吁，復(fù)雜且耗時火鼻。顯然需要一種工具室囊，以使資源受限的可再生能源倡導(dǎo)者能夠測試容量擴展計劃并創(chuàng)建支持其觀點所需的數(shù)據(jù)。
專注于能源轉(zhuǎn)換對環(huán)境的影響的數(shù)據(jù)科學(xué)家Greg Schively正在使用贈款創(chuàng)建“電力基因組計劃”魁索。這個開源項目將允許用戶在美國的特定區(qū)域進(jìn)行磨練融撞，并考慮到各種基本變量，例如現(xiàn)有發(fā)電成本粗蔚，傳輸限制尝偎，預(yù)計燃料成本，負(fù)載曲線等鹏控。它還允許用戶通過集群生成致扯，根據(jù)其特定項目進(jìn)行修改，以調(diào)整各種粒度級別的設(shè)置当辐。
該項目目前面向#EnergyTwitter明星Jesse Jenkins的GenX項目抖僵，但很快將變得更加廣泛，使可再生能源倡導(dǎo)者或需要電力系統(tǒng)建模的任何人都可以利用這些工具來支持能源轉(zhuǎn)型缘揪。
鏈接：https：//github.com/gschivley/PowerGenome
電力系統(tǒng)優(yōu)化模型可用于探索未來能源系統(tǒng)中不同法規(guī)的成本和排放影響耍群。運行這些模型最困難的部分之一就是組裝所有數(shù)據(jù)。一個典型的模型將定義幾個區(qū)域找筝，每個區(qū)域都需要以下數(shù)據(jù)：
- 所有現(xiàn)有的發(fā)電機組（可能在每個區(qū)域內(nèi)分為幾個離散的群集）
- 區(qū)域之間的傳輸限制
- 每小時負(fù)荷概況（包括車輛和建筑物電氣化產(chǎn)生的新負(fù)荷）
- 每小時的風(fēng)能和太陽能發(fā)電概況
- 新發(fā)電機組的成本估算
由于計算復(fù)雜性和運行時間隨區(qū)域數(shù)量和生成單元群集的增加而增加蹈垢，因此用戶可能只希望分解區(qū)域和生成單元，使其靠近主要關(guān)注區(qū)域袖裕。例如曹抬，一項針對新墨西哥州清潔電力法規(guī)的研究可能會將西北太平洋的多個州合并為一個地區(qū)，同時還將亞利桑那州的聯(lián)合循環(huán)機組拆分為多個組急鳄。
PowerGenome的目標(biāo)是讓用戶在設(shè)置文件中進(jìn)行所有這些選擇沐祷，然后運行一個腳本來生成電源系統(tǒng)模型的輸入文件。PowerGenome當(dāng)前為GenX生成輸入文件攒岛，我們希望在不久的將來擴展到其他模型。
公用事業(yè)數(shù)據(jù)解放（PUDL）
所有數(shù)據(jù)科學(xué)家都知道胞锰，查找灾锯，組織和清除特定項目所需的數(shù)據(jù)非常耗時，并且通常是成功項目的最大障礙嗅榕。對于能源行業(yè)來說尤其如此顺饮，聯(lián)邦能源管理委員會（FERC），能源信息管理局（EIA）和許多其他組織在能源行業(yè)中發(fā)布了許多有用的數(shù)據(jù)凌那，但格式和標(biāo)準(zhǔn)不同兼雄。
催化劑合作社（Catalyst Cooperative）是一小組由數(shù)據(jù)科學(xué)家和政策工作者組成的小組，由工人擁有的咨詢公司組織帽蝶，已創(chuàng)建了公用事業(yè)數(shù)據(jù)解放（PUDL）項目來解決此問題赦肋。用他們的話來說，PUDL“ 通過清洗，標(biāo)準(zhǔn)化和交叉鏈接來自單個數(shù)據(jù)庫中不同來源的實用程序數(shù)據(jù)佃乘，獲取已經(jīng)公開可用的信息囱井，并使之可公開使用∪け埽” PUDL數(shù)據(jù)庫當(dāng)前包含有關(guān)燃料使用庞呕，發(fā)電混合，電廠運行成本的數(shù)據(jù)程帕，甚至包括環(huán)境保護(hù)署（EPA）的排放數(shù)據(jù)住练。該團(tuán)隊還著眼于添加幾個新的數(shù)據(jù)集。
這個團(tuán)隊正在解決一個巨大的問題：組織所有這些數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為機器可讀的格式愁拭。與Power Genome項目（使用PUDL）類似的精神讲逛，Catalyst合作社旨在降低能源系統(tǒng)分析的進(jìn)入壁壘，并使這些資源可供所有人使用敛苇。
鏈接：https：//github.com/catalyst-cooperative
pyiso
要求獨立系統(tǒng)運營商（ISO）負(fù)責(zé)運營批發(fā)電力市場并平衡不同地區(qū)的電網(wǎng)電力妆绞，它們必須以15個間隔發(fā)布負(fù)荷數(shù)據(jù)。但是枫攀，收集此數(shù)據(jù)需要不方便的Web抓取和下載CSV文件的混合括饶。
WattTime是一個非營利性組織，它收集實時ISO數(shù)據(jù)来涨，并使電力消費者能夠在電網(wǎng)中可再生能源百分比最高的時候使用能源图焰。WattTime開源了PYISO庫，該庫為其API提供了強大的支持蹦掐，使任何人都可以方便地訪問歷史和實時負(fù)載以及生成數(shù)據(jù)技羔。實際上，我使用該庫創(chuàng)建了Peaky Finders卧抗，這是NYISO（紐約ISO）的峰值負(fù)荷預(yù)測應(yīng)用程序藤滥，為我節(jié)省了很多時間和頭痛。
與PUDL相似社裆，PYISO的創(chuàng)建者意識到有必要對實用程序和ISO需要發(fā)布的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化拙绊。盡管年齡不大，但我發(fā)現(xiàn)創(chuàng)始人的播客集對學(xué)習(xí)項目背后的背景和原理很有幫助泳秀。
鏈接：https：//github.com/WattTime/pyiso
其他一些
其他值得提及的項目：
WindML
- 提供對風(fēng)能數(shù)據(jù)源的訪問以進(jìn)行發(fā)電量預(yù)測和其他應(yīng)用
- 鏈接：https：//github.com/cigroup-ol/windml
虛擬圖書館
- 一個開源工具标沪，可模擬光伏（太陽能）能源系統(tǒng)的性能。
- 鏈接：https **: **//github.com/pvlib/pvlib-python
OSESMO
- 電池優(yōu)化建模是一個巨大的挑戰(zhàn)嗜傅，因為能量存儲資源不斷增加金句，以最大限度地提高可再生能源的發(fā)電量-這是一個幫助入門的開源工具。
- 鏈接：https：//github.com/RyanCMann/OSESMO
