远景能源：打造高精度的新能源功率预测产品！
发布日期：2017/8/25
随着新能源装机容量的逐渐增大，新能源发电的间歇性、随机性和波动性对电网稳定性的冲击也愈发明显。为此，国家能源局颁布了关于功率预测准确性的“两个细则”考核标准，对新能源电站的功率预测系统准确性提出了要求。
目前
全国已经有一半的省份
正式启动了相关考核
由于预测准确度不达标，全国范围内新能源电站每年的平均罚款接近20万元/场站，其中东部地区罚款约为10万元/场站，中部地区20万元/场站，在西北地区更是高达200万元/场站。
如此高额的罚款，使新能源功率预测进入人们的视野。精准的功率预测对新能源发电企业和电网而言意味着什么？
新能源功率预测解决的短期痛点，是满足电网的考核要求，预测并上报未来一周的发电量；长期来看，电网需要更加准确的发电和负荷预测能力，增加不同能源间的协同和互补，降低调峰和调频的成本。而未来电力市场的发展，将对新能源功率预测的精度提出更高的要求。
高精度、高可靠性是最大优势
远景新能源功率预测产品孔明于2016年揭开了神秘面纱。
“通过对全国数百个风场的调研，我们发现约60%的风功率预测误差来自于气象预报的误差，其他误差来源于风电功率转换模型、系统管理维护。”远景能源孔明产品负责人杨恢介绍。
功率预测系统高度依赖数值天气预报，技术难度很高。为了解决气象问题，走在全球大气科学研究的前沿，远景能源汇聚了全球研发实力。
一方面
远景在美国科罗拉多建立了空气动力与气象研发中心，拥有超过40位全球顶级的气象与流体专家。
另一方面
还有效地整合了来自全球多家权威气象机构的领先气象预报模式和数据，能够高效地实现全球范围的多维度、复杂气象要素、以及极端气象事件的高精度、高分辨率的集合数值天气预报，打造高精度的“孔明”气象模式引擎，气象预报误差降低30%。
另一个秘密武器就是远景的EnOS™能源物联网平台，EnOS™平台管理着超过100吉瓦的风、光、水等新能源资产，孔明将遍布全球的每一个风机点位都打造成为一个气象监测站，构建起了全球气象监测网络，巨大的新能源资产运行数据库，能够帮助孔明有效地将气象预报误差降低5%，持续提升预测精度。
除了懂气象，作为业界领先的风机制造企业，懂风机、更理解风场也是远景能源的特长。
远景能源基于100吉瓦的新能源资产管理经验，认识到每一个风机都是独立的个体，基于风机物理模型并采用先进的机器学习算法分析每台风机，从风的感知到能量的生产和传输的整体脉络，找到每个风机个体的发电特性并针对性的功率预报能够实现风功率预测精度误差降低3%。
针对大规模、高精度、高时效性的复杂气象数据计算要求和复杂山地地形要求，远景格林威治牵手全球顶尖的太湖之光和天河二号国家超级计算中心，建立了高精度风场数值模型，将风电资产从物理世界带入四维数字世界，支撑气象数据在风电资产管理的全方位价值挖掘，是“孔明”气象服务的计算资源与数据资源的有效支撑，能够将预测误差降低5%。
“除了高精度，孔明风功率预测产品的另一大竞争优势是高可靠性。通过智能上报，双机热备，实时告警提高场站系统可靠性，同时远景还可提供7X24小时运维保障。”杨恢介绍说。
每年数百万元的罚款，如何避免
让发电企业、调度实现双赢，真正让新能源受益，只有能拿出过硬的案例，以数据为证才是硬道理。
“我们在甘肃的某客户有个2009年投产的风电场。由于投建时间久远，且缺少地面观测站气象数据积累，整个区域功率预测精度平均只有74%左右，该风场全年罚款逾200万元。在部署远景能源孔明风功率预测产品后，根据甘肃电网发布的考核文件， 7月份的准确率达81.67%，全年可累计节省罚款超过100万元。”杨恢说。
“虽然这里存在原始数据质量差、网络不稳定、硬件老化等问题，但我们运用大数据的深度学习功能，在权威气象数据源的基础上提供了大尺度集合预报算法，最终仅用了三个月的时间就帮助客户达到了预期效果，不仅赢得了客户的信任，还吸引了更多客户签约合作。”
另一家国内某大型新能源运营商，在全国20多个省管理着1000万千瓦的风电资产。因为预测准确性不达标，导致每年千万人民币级别的罚款。减少罚款、提升发电收益已经成为其首要工作，迫在眉睫。
经过试点对标，“孔明”基于深度学习理论的大数据技术，在权威气象数据源的基础上提供更精细的集合预报算法。帮助这家新能源运营商的数百个风电场实现精准的功率及气象预测，有效挖掘全球新能源资产投资价值，降低现场工作安全和设备运行风险，提升精益化管理水平和未来的电力交易决策能力。
“从场站到区域至集团，我们的方案分层部署，不仅能实现单一场站的预报，也能实现各级准确的功率预测。也就是说，直接通过远景能源提供的一个界面，客户就可以直观、准确的把控集团或每一个省、每一个具体场站的情况与数据。可以迅速了解哪些地方损失了多少电量，是什么原因损失的。” 杨恢介绍。
推出市场不到一年时间，远景能源孔明功率预测产品已经接入30吉瓦风电资产，服务于多家风电领军运营商，成为业界翘楚。
未来电力交易的有力支撑
孔明的目标是帮助客户的风电场和光伏电站实现精准的功率及气象预测，有效挖掘全球新能源资产投资价值，降低现场工作安全和设备运行风险，提升精益化管理水平和未来的电力交易决策能力。
随着2014年《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》的颁布，电力交易已在全国范围内稳步推行。作为短期交易的重要组成部分，功率预测系统上报的短期预测在经过主站的相关计算后会成为第二天新能源电站的出力“天花板”，对发电企业的生产有着直接影响。可以说谁有了准确的功率预测系统，谁就有了电力交易市场最有力的支撑。
据杨恢透露：“目前孔明功率预测系统已可为全国范围内的新能源资产提供高精度的功率预测。未来，远景将进一步融合和打通各垂直能源系统，实现能源供需匹配、跨领域协同，促进新能源更大比例接入电网。”
从长远看来
“孔明”只是远景发展战略的一部分，无论是结合超级计算能力打造高精度风场数值模型，还是拥有管理着超过100吉瓦的风、光、水等新能源资产的全球最大的能源物联网平台——远景能源EnOS™，都已经展现出了远景能源决心与GE、西门子这样的能源巨头一同跻身到物联网领域的决心。
为了打造自己的生态圈，远景能源联合微软、埃森哲等公司，在硅谷成立了“全球能源物联网与智慧城市技术联盟”，旨在通过联盟整合全球顶级能源和数字技术，构建创新生态系统，加速推进能源数字化转型。此外，他们近期还在硅谷举行了能源物联网生态伙伴大会，与硅谷智能电网大数据企业GridX、物联网软件安全企业ProtectWise等签署了生态合作协议。未来，将有更多生态伙伴入驻远景EnOS™平台，形成最具影响力的能源物联网生态系统。
来源：中国电力报 杨娜
