2 電力智能化，源網(wǎng)荷多元應(yīng)用

　　2.1 智能化應(yīng)用 1—推動(dòng)功率預(yù)測(cè)，平抑新能源波動(dòng)性

　　功率預(yù)測(cè)是基于新能源間歇性、不穩(wěn)定性等特征的產(chǎn)物，為電站管理和電網(wǎng)調(diào)控提供保 障。高比例風(fēng)光接入電網(wǎng)勢(shì)必會(huì)加大電網(wǎng)調(diào)度的復(fù)雜度，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅， 功率預(yù)測(cè)應(yīng)運(yùn)而生。發(fā)電功率預(yù)測(cè)的核心是通過(guò)算法模型的構(gòu)建，結(jié)合電站裝機(jī)數(shù)據(jù)、氣象 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)等為客戶計(jì)算精確的功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)測(cè)步長(zhǎng)的不同，功率預(yù)測(cè)可分為超短期、 短期、中期、長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。 功率預(yù)測(cè)可滿足發(fā)電廠并網(wǎng)要求，輔助制定調(diào)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)最大消納新能源出力的目標(biāo)。 1)電源側(cè)：通過(guò)對(duì)未來(lái)發(fā)電能力和功率的預(yù)測(cè)，可提前了解電站實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況和判斷未來(lái) 生產(chǎn)情況，為電站管理提供保障。2)電網(wǎng)側(cè)：由于電網(wǎng)需根據(jù)下游的用電需求提前作出發(fā) 電規(guī)劃，并根據(jù)實(shí)時(shí)的電力平衡情況做出實(shí)時(shí)的電力調(diào)節(jié)和控制，功率預(yù)測(cè)可為電力調(diào)度提 供保障。

　　新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)被納入考核，各地對(duì)考核指標(biāo)具體要求略有不同。 2018 年《關(guān)于 提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出實(shí)施風(fēng)光功率預(yù)測(cè)考核，將風(fēng)電、光伏等發(fā)電機(jī)組 納入電力輔助服務(wù)管理，承擔(dān)相應(yīng)輔助服務(wù)費(fèi)用。在此背景下，各地能源局紛紛設(shè)立本區(qū)域 《發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》和《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》，“雙細(xì)則”針對(duì) 新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)設(shè)立上傳率、上報(bào)率、準(zhǔn)確率、合格率等多考核指標(biāo)。

　　風(fēng)電/光伏功率預(yù)測(cè)市場(chǎng)容量差距小，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更為激烈。根據(jù)沙利文《中 國(guó)新能源軟件及數(shù)據(jù)服務(wù)行業(yè)研究報(bào)告》，2019年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電功率預(yù)測(cè)市場(chǎng)中，國(guó)能日新、 金 鳳 慧 能 、 遠(yuǎn) 景 能 源 、 東 潤(rùn) 環(huán) 能 、 南 瑞 繼 保 的 市 場(chǎng) 份 額 占 比 較 大 ， 分 別 為 18.8%/14.9%/13.3%/11.7%/6.3%;光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)市場(chǎng)中，國(guó)能日新、南瑞繼保、東潤(rùn) 環(huán)能、中科伏瑞的市場(chǎng)份額占比較大，分別為 22.1%/17.7%/16.2%/6.9%。報(bào)告中同時(shí)提到， 2019-2024 年我國(guó)新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)市場(chǎng)年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá) 16.2%，2024 年預(yù)計(jì)市場(chǎng) 規(guī)模將增至 13.4 億元，功率預(yù)測(cè)市場(chǎng)前景廣闊。

　　功率預(yù)測(cè)案例：國(guó)能日新發(fā)電功率預(yù)測(cè)的主要流程：1)氣象數(shù)據(jù)獲取及處理：通過(guò)歐 洲氣象中心、國(guó)家氣象局等各種氣象源獲取原始?xì)庀箢A(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，并將原始?xì)庀箢A(yù)報(bào)數(shù)據(jù)通過(guò) 建模計(jì)算后得到更高精度的氣象預(yù)測(cè)數(shù)據(jù);2)計(jì)算短期功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)：根據(jù)氣象預(yù)測(cè)數(shù)據(jù) 進(jìn)一步計(jì)算短期功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù);3)計(jì)算超短期功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)：將短期功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至所服務(wù)電站，并進(jìn)一步計(jì)算超短期功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù);4)將短期和超短期功率 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至電網(wǎng)調(diào)度。

　　2.2 智能化應(yīng)用 2—配網(wǎng)智能調(diào)度&智能巡檢及故障檢查

　　1)并網(wǎng)控制系統(tǒng)

　　并網(wǎng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電站電力生產(chǎn)情況的實(shí)施管控。電網(wǎng)安全的首要目標(biāo)就是保證發(fā) 用電的實(shí)時(shí)平衡，因此電力系統(tǒng)需根據(jù)電力供需情況對(duì)新能源發(fā)電進(jìn)行管控。按照控制方式 的不同，并網(wǎng)控制系統(tǒng)可大致分為三種。1)自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)(AGC 系統(tǒng))：以光伏/風(fēng)電 的并網(wǎng)有功功率為控制目標(biāo);2)自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)(AVC 系統(tǒng))：以光伏/風(fēng)電的無(wú)功功率 為控制目標(biāo);3)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)：以電力系統(tǒng)頻率為調(diào)控目標(biāo)。 AGC 系統(tǒng)&AVC 系統(tǒng)的控制過(guò)程：1)制定電能生產(chǎn)需求：電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)根據(jù)收集到的 各新能源電站的功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和其他生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)區(qū)域用電需求進(jìn)行的預(yù)測(cè)、省級(jí) 聯(lián)絡(luò)線的輸電計(jì)劃，制定電能生產(chǎn)需求;2)制定發(fā)電計(jì)劃和調(diào)度計(jì)劃：根據(jù)電能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、 用戶端電能需求預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)以及電力系統(tǒng)現(xiàn)狀，制定發(fā)電計(jì)劃和調(diào)度計(jì)劃;3)電能生產(chǎn)的調(diào) 整和控制：電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)根據(jù)發(fā)電計(jì)劃形成調(diào)控命令，下發(fā)每個(gè)新能源電站，新能源電站根 據(jù)命令進(jìn)行電能生產(chǎn)的調(diào)整和控制;4)修正：新能源場(chǎng)站實(shí)時(shí)向電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)反饋生產(chǎn)電 能情況，雙方對(duì)命令執(zhí)行情況進(jìn)行修正。

　　2)新能源電站智能運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)

　　分布式電站管理難度大。在“整縣推進(jìn)”政策的推動(dòng)下，分布式新能源電站數(shù)量將迅速 增加，分布式光伏電站的日益增加會(huì)加大人力及財(cái)力的投入以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)及管理。分布式 光伏布點(diǎn)分散、單體體量小的特性勢(shì)必會(huì)增加運(yùn)維養(yǎng)護(hù)成本，如何高效、安全、專(zhuān)業(yè)地實(shí)現(xiàn) 分布式電站運(yùn)維管理顯得尤為重要。 新能源電站智能運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)助力提高電站的運(yùn)營(yíng)管理效率。新能源電站智能運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)以數(shù) 據(jù)為核心及出發(fā)點(diǎn)，具備智能監(jiān)測(cè)、告警管理、運(yùn)維管理、統(tǒng)計(jì)分析、日常辦公等模塊，能 夠在遠(yuǎn)程有效監(jiān)控電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，具備數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、智能運(yùn)維、運(yùn)營(yíng)指標(biāo)分析等功 能，能夠提升電站運(yùn)行的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)共享和故障的及時(shí)處理，減少電站的人員 配置，大大提高新能源電站的運(yùn)營(yíng)效率和管理效率，為企業(yè)帶來(lái)長(zhǎng)期穩(wěn)定的收益。

　　3)電網(wǎng)新能源管理系統(tǒng)

　　新能源并網(wǎng)容量增加，需對(duì)新能源接入電網(wǎng)進(jìn)行主動(dòng)管理。隨著新能源裝機(jī)及發(fā)電容量 的不斷提高，新能源發(fā)電功率的波動(dòng)性給電網(wǎng)調(diào)度帶來(lái)了挑戰(zhàn)。我國(guó)調(diào)度機(jī)構(gòu)分為五級(jí)，分 別為國(guó)調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)，在新能源裝機(jī)及發(fā)電快速提升的背景下，對(duì)新能源管 理系統(tǒng)的需求較大。1)省一級(jí)電網(wǎng)：需要在保障電力供需平衡的基礎(chǔ)上加大新能源消納， 電網(wǎng)新能源管理系統(tǒng)可通過(guò)對(duì)影響消納的因素分析、氣象預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、電站每月發(fā)電量的預(yù)測(cè)， 來(lái)輔助電網(wǎng)提前規(guī)劃消納方案，以進(jìn)一步提升對(duì)新能源的使用效率;2)地市級(jí)電網(wǎng)：需監(jiān) 測(cè)分析功率不穩(wěn)定的新能源，并評(píng)估電網(wǎng)的承載能力，電網(wǎng)新能源管理系統(tǒng)可通過(guò)監(jiān)測(cè)并網(wǎng) 新能源電站和評(píng)估新能源入網(wǎng)裕度，來(lái)分析電網(wǎng)的承載能力。

　　4)智能巡檢

　　巡檢是保障電網(wǎng)穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。巡檢機(jī)器人有多種應(yīng)用場(chǎng)景，可在變電站、輸電網(wǎng) 等場(chǎng)景使用，其中在變電站的應(yīng)用更早，變電站巡檢場(chǎng)景包括室外場(chǎng)景及高壓室、保護(hù)室、 開(kāi)關(guān)室等室內(nèi)場(chǎng)景。巡檢機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)外設(shè)備的精準(zhǔn)檢測(cè)，并通過(guò)后臺(tái)對(duì)巡檢數(shù)據(jù)進(jìn) 行比對(duì)和分析，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)，在提高巡檢效率的同時(shí)，可有效保障設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。此 外，由于輸電通常在溝壑、高山、丘陵等環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域，且輸電線路直接暴露于大氣環(huán)境 中，在運(yùn)行中會(huì)誘發(fā)多種事故，人工巡檢和檢修面臨著線路長(zhǎng)、工作強(qiáng)度大、條件艱苦、效率低下、檢測(cè)質(zhì)量不佳等一系列問(wèn)題，無(wú)法獲得輸電線路的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，甚至威脅作業(yè)人 員的生命安全，通過(guò)輸電線路巡檢機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路桿塔、絕緣子以及輸電線路通道 等精確巡視，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行后臺(tái)分析，為輸電線路的運(yùn)維提供可靠的信息。