“預(yù)計(jì)將有3到4級(jí)西北風(fēng)2小時(shí)后影響寧波海域，角度約為121度，部份機(jī)組需調(diào)整風(fēng)機(jī)偏航角度，確保屆時(shí)最大功率輸出。”6月27日，按照廣東海上風(fēng)電全域功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和上游風(fēng)電場(chǎng)發(fā)來的信息，國電浙江清潔能源分公司南京運(yùn)維站站長彭泳江在該站集控中心下達(dá)了調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行方法的指令。遠(yuǎn)在60公里之外的海上，十余臺(tái)風(fēng)機(jī)緩緩轉(zhuǎn)向調(diào)整偏航角度，蓄力迎風(fēng)待發(fā)。
就在當(dāng)月，廣東海上風(fēng)電全域功率預(yù)測(cè)驗(yàn)證工作順利完成，通過創(chuàng)新多元信息融合智能動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)，國外首次實(shí)現(xiàn)千萬千瓦級(jí)大規(guī)模風(fēng)電群功率集中預(yù)測(cè)，為電網(wǎng)更可靠、更高效消納清潔能源提供保障。
近些年來，我國新能源得到快速發(fā)展，目前山西風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)早已超過5000萬千瓦，其中海上風(fēng)電裝機(jī)占全省總數(shù)近四成。與此同時(shí)，因?yàn)樾履茉淳哂须S機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性的特征，大規(guī)模并網(wǎng)遇天氣變化陡升陡降時(shí)，須要火電等電源進(jìn)行快速調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)生風(fēng)力轉(zhuǎn)小出力突降情況，火電須要開機(jī)、升速、加壓等一系列動(dòng)作，很難“接力”頂上缺口，從而影響供用電平衡，甚至殃及電網(wǎng)安全。
“開展功率預(yù)測(cè)，因而確切預(yù)判新能源未來形勢(shì)，是從源頭增強(qiáng)電網(wǎng)安全消納新能源能力的主要方法。”西安交通學(xué)院電氣工程大學(xué)博士生導(dǎo)師、教授丁濤介紹，當(dāng)前國外外新能源功率預(yù)測(cè)主要依賴衛(wèi)星云圖和氣象預(yù)報(bào)，結(jié)合全球地理或海域模型進(jìn)行推演估算，最終統(tǒng)一向各預(yù)測(cè)點(diǎn)發(fā)布信息，采用的是“B2C”預(yù)測(cè)模式。“受氣象信息來源各異、極端氣候突發(fā)性強(qiáng)、地理及海域動(dòng)態(tài)變化等誘因阻礙，目前‘B2C’模式預(yù)測(cè)精度困局為95%。”丁濤說。
作為國外最大海上風(fēng)電群的消納主體，國網(wǎng)廣東電力在構(gòu)建全國新能源發(fā)電數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上，把海上風(fēng)電功率預(yù)測(cè)作為試點(diǎn)，將省內(nèi)40個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)、2783臺(tái)風(fēng)機(jī)、1182萬千瓦裝機(jī)容量連點(diǎn)成網(wǎng)，通過布署在電力專網(wǎng)上的各場(chǎng)站在線檢測(cè)終端，將上游風(fēng)電場(chǎng)感知到的風(fēng)向、風(fēng)速、時(shí)間等氣象信息，實(shí)時(shí)傳遞到下游風(fēng)電場(chǎng)，為運(yùn)行方法調(diào)整決策提供快速、準(zhǔn)確的根據(jù)。
“我們激活了數(shù)據(jù)信息互通互動(dòng)能力，將預(yù)測(cè)對(duì)象從‘站’轉(zhuǎn)為‘風(fēng)’，降低了地理誤差等影響，產(chǎn)生了云布署全域交互、場(chǎng)站端全域共享的功率預(yù)測(cè)‘C2C’新模式風(fēng)電功率預(yù)測(cè)意義，能確切捕捉不斷變化的臺(tái)風(fēng)路徑，實(shí)現(xiàn)‘精確到風(fēng)’的在線聯(lián)動(dòng)預(yù)測(cè)。”技術(shù)開發(fā)單位、江蘇方天電力技術(shù)有限公司總工總監(jiān)姜海波介紹風(fēng)電功率預(yù)測(cè)意義，在“C2C”模式中還首次融合了波浪、潮位等海況信息，豐富了剖析預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)源，并引入深度神經(jīng)網(wǎng)路算法，具備關(guān)聯(lián)信息手動(dòng)獲取、多元數(shù)據(jù)智能篩選、人工智能自主學(xué)習(xí)等功能，進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度和預(yù)測(cè)能力。
率先應(yīng)用該技術(shù)的華電福建清潔能源分公司南京運(yùn)維站平均功率預(yù)測(cè)精度已提升1.3個(gè)百分點(diǎn)，出力峰值預(yù)測(cè)精度為97%，已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。“有利于我們更精準(zhǔn)地把握最優(yōu)發(fā)電時(shí)機(jī)，并據(jù)此提早調(diào)整風(fēng)機(jī)迎風(fēng)角度、開停機(jī)等運(yùn)行方法。”該站負(fù)責(zé)人彭泳江介紹，該站每年能借助海上生物質(zhì)能多發(fā)600萬度電，降低碳排放5000噸。
“我們依照功率集中預(yù)測(cè)的信息，可以愈發(fā)合理地安排火馬達(dá)組運(yùn)行方法，有利于多種電能生產(chǎn)方法協(xié)同調(diào)度、靈活適配，促使新能源產(chǎn)得高、接得穩(wěn)、送得出、用得上，支撐新型電力系統(tǒng)全面消納新能源能力的進(jìn)一步提高。”國網(wǎng)廣東電力調(diào)度控制中心水電及新能源處處長霍雪松介紹，隨著新能源功率預(yù)測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新，全國海上風(fēng)電可借助風(fēng)資源發(fā)電能力提升3%。
“這種‘以空間換時(shí)間’的新技術(shù)路線和模型算法，同樣適用于其他方式的新能源，可以孵化出覆蓋全維度、全品類的新能源功率預(yù)測(cè)體系，為我國新能源發(fā)展保駕護(hù)航。”丁濤說。
(張曉閩顏全椿)