提高发电功率预测准确性保证动力供应牢靠性 广东电网开放发电功率预测专利 (提高发电功率的措施)

专利摘要显示，本发明地下了一种发电功率预测方法、装置、设备及介质。该方法包括：失掉待测发电站所属区域在待预测时长内的天气数据；将天气数据输入至预先训练好的功率坚定方式识别模型中，失掉预测功率坚定方式；将天气数据输入至与预测功率坚定方式相对应的功率预测模型中，失掉待测发电站在待预测时长内的发电功率预测数据。本实施例的技术计划，成功提高发电功率预测准确性的同时，抵达保证动力供应牢靠性的技术效果。

光伏研讨方法

浙江工业大学和上海汽车集团股份有限公司的研讨人员，针对太阳能光伏发电输入功率不稳如泰山的疑问，在《机电工程》杂志上讨论了光伏发电功率预测方法的研讨现状。 他们总结了近年来的研讨效果，并提出了未来的研讨方向。 研讨指出，太阳辐射、晴空指数、日照时数、云、温度、风速和面板积尘等要素都会影响光伏发电功率。 从2008年起，研讨关键集中在短期预测上，但至今仍没有被普遍接受的评价规范。 这使得不同预测算法的比拟变得困难。 研讨发现，太阳辐射、环境温度和电池温度是短期预测中最关键的要素，而云特别是高层云关于超短期预测至关关键。 数据的质量直接影响到预测的准确性，因此数据的完整性和有效性是研讨中的关键。 照应时期也是短期和超短期功率预测的关键目的，反映了预测方法的实时性。 目前的研讨大多集中在信息处置方法上，即应用各种算法或综合算法启动功率预测。 但是，输入信息的质量和输入结果的可用性，以及多方位综合评价与剖析，仍缺乏系统性的研讨。 基于此，研讨提出了未来的研讨方向。 首先，应增强数据的完整性和有效性设计。 这包括数据采集、处置和存储等环节，从数据来源、类型、精度、密度、时期散布和关联性等方面保证数据的质量。 这将有助于提高预测的准确性和可重复性。 其次，应研讨制定一种一致的光伏发电功率预测评价规范。 这要求依据预测的实践需求，以常用的预测目的参数为调查目的，制定一个综合的评价规范体系，以确保评价的公正性和迷信性。 最后，应开发适用于详细实践光伏系统的预测方法。 由于实践光伏系统及其所处天文环境存在差异，不存在普遍适用的预测方法。 研讨应基于详细系统的特性和历史数据，开收回具有研讨价值和工程运行价值的预测方法。 总的来说，未来的研讨应愈加注重数据质量、一致评价规范和系统性研讨，以提高光伏发电功率预测的准确性和适用性。

碳中和背景下，新动力功率预测的未来之路

自2020年末，“碳达峰、碳中和”成为抢手关键词，各大媒体、机构都对这一新概念争相表达剖析和见地，热度继续发酵，惹起了一场双碳目的下触及国度经济、产业结构、动力转型、生活方式等诸多影响方面的社会大讨论。 碳中和将深入和深远地影响国度经济和诸多产业，但首先改动的将会是动力产业格式。 我国动力产业中，发生碳排放的化石动力占动力消耗总量的84%，而可再生动力仅占16%。 要成功2060年碳中和的目的，就要求大幅开展可再生动力，降低化石动力的比重，因此，动力格式的重构和转型肯定是大势所趋。 未来10年风电、光伏的新一轮迸发式增长曾经是确定性事情。 但是，非水新动力的消纳应战却异常艰难。 新动力迸发式增长与用电需求增长放缓矛盾突出。 近五年，全国全社会用电量年均增长5%，同期电源装机年均增长近10%，新动力装机年均增长高达30%以上，新增用电市场无法支撑各类电源的加快增长。 网源开展不协调严重制约新动力开展。 我国动力散布普遍但不平衡，关键特征表现为动力资源“西富东贫”，消费“东多西少”，动力消费与消费中心逆向散布。 缺乏灵敏调理电源系统、面向高比例新动力的调理才干不充足。 新动力发电具有间歇性、动摇性等特征，大规模并网对电网稳如泰山性、延续性和可调性形成极大影响，因此对电力系统调峰才干提出很高要求，而目前系统缺乏灵敏调理电源，调峰才干缺乏。 促新动力消纳的政策和市场机制不健全。 以后我国电力供需以省内平衡和就地消纳为主，缺乏促进清洁动力跨区跨省消纳的强有力政策、合理的电价和辅佐服务等必要的补偿机制，省间壁垒突出，跨区跨省调理电力供需难度大，电力现货市场进度未达预期，成为以后制约清洁动力消纳的关键要素。 处置新动力消纳难题、树立新型电力系统，是一项复杂的系统工程，触及消费端、供应端、技术、市场等多个层面的革新和创新。 与碳中和不同，新动力功率预测的历史由来已久。 自2011年国度动力局颁发文件要求新动力发电企业必需在电场部署功率预测系统并向电网调度上报预测结果末尾，近十年的时期里，功率预测随同中国风电和光伏产业，阅历了从无到有、渐成标配的环节。 对发电企业来说，功率预测既是顺应国度和电网调度机构的硬性要求，更是用来降低考核罚款、优化运营收益的关键手腕。 但是，无论是发电企业还是电网调度机构，似乎仍对功率预测的准确性和价值颇有微词。 碳中和的出现，为新动力功率预测带来新的价值发明空间，使其关键性大大优化。 电力现货市场，将使功率预测服务市场空间清楚参与。 功率预测的服务对象和客户群体，将愈加深化和普遍。 在碳中和的时代背景下，功率预测行业的革新已悄然末尾，站在功率预测新十年的终点，我们无妨对未来市场和行业趋向启动展望。 大型发电企业自建功率预测平台。 预测系统价值从配件向软件和数据服务转移。 功率预测系统逐渐集中化和云化。 市场愈加开放、多元化协作生态。 以上是笔者基于日常任务积聚对新动力功率预测行业的剖析和研判，供相关从业人员参考。 北京心知科技有限公司，是国际抢先的气候大数据公司，努力于应用自然界大数据与人工智能等技术，协助企业降低风险、提高收益。 在新动力与电力范围，随同新动力产业开展及电力市场革新深化，心知科技将大数据、人工智能及先进的气候技术运行至风景功率预测、电网安保运维等场景，助力客户增加损失、提高收益。

电网开展的趋向和方向

随同着中国电力开展步伐不时放慢，中国电网也失掉迅速开展。 电网系统运转电压等级不时提高，网络规模也不时扩展。 全国曾经构成了西南电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网和南边电网6个跨省的大型区域电网，并基本构成了完整的长距离输电电网网架。 中国产业调研网发布的2015-2022年中国电网行业开展现状调研与开展趋向剖析报告以为，近年来，我国电网基本树立投资规模不时扩展，占比稳步提高，一批国际外注目的电网工程相继开工、建成、运转。 2012年，全国电网工程树立成功投资3693 亿元，比上年参与0.2%。 面对风电、光伏等新动力的加快开展，以大规模应用可再生动力和智能化为特征的我国现代电网架构末尾显现。 2013 年，全国电网工程树立成功投资3894亿元，同比增长5.44%。 电网投资（按月累计额）的同比增速大体出现“前高后低”的特点。 截至2014年底，全国 电网220千伏及以上输电线路回路长度、公用变电设备容量区分为57.20万千米、30.27亿千伏安，区分同比增长5.2%和8.8%。 2015 年3月，《关于进一步深化电力体制革新的若干意见》出台，在发电侧和售电侧开放市场引入竞争，多少钱由市场构成，同时管住两边的输配电网环节，电网公司一家 垄断局面将被打破。 目前电网树立已成为我国电力树立的关键方向，电网树立前景诱人。 “十三五”时期，我国电网投资规模继续扩张，到2020年将片面建成统 一的坚强智能电网，初步成功树立全球一流电网的目的。 我国电网投资不时处于垄断的形态，其中南边电网担任投资、树立和运营广东、广西、云南、贵州和海南等南边五省的电网，国 家电网公司担任投资、树立和运营全国 26 个省市的电网，同时中央供电企业如内 蒙古电力公司、陕西中央电力集团、广西水利电业集团、四川水电投资运营集团 和山西国际电力集团等在本省范围内启动小规模电网投资，我国的配电网投资形 成了以两大电网巨头为主、中央供电企业为补充的市场格式。 国度电网和南边电网两大巨头的供电量占了全国供电量的 90%以上，在 2013 年更是到达了 97%的高位，虽然尔后占比有所降低，但是仍稳如泰山在 90%以上，处 于相对优势位置，其他中央供电企业仅占了不到 10%的供电市场份额。 阅历了100多年的开展，电网的规模和结构外形出现了很大的变化，即从最后的局域小规模电网开展到区域中等规模电网，进而开展到今天的跨区互联大电网。 如今，电网曾经为人类供应了大约四分之一的终端动力，成为现代动力体系的关键组成部分，电力在终端动力消费结构中的比例曾经成为一个国度兴旺水平的标志之一。 未来电网将出现以下关键开展趋向：第一，可再生动力将成为电网中的关键一次性动力来源。 第二，电网的结构和运转形式将出现严重变化。 第三，新资料技术将在电网中失掉普遍地运行。 第四，物理电网将与信息系统高度融合。 狭义的电网是发电设备、输配电设备和用电设备采用一定的结构和运转形式构建起来的一致全体。 因此，自从有了发电机及其相应的供电系统，便有了电网。 1882年，爱迪生公司在纽约建成全球上第一座正轨的直流电站和相应的供电系统，可以以为是人类首个真正意义上的电网。 但是，由于事先不能为直流电升压，输电距离和输电容量遭到极大的限制，于是，特斯拉于1887年发明了交流发电机和多相交流输电技术。 1897年，美国西屋公司在尼亚加拉水电站的首台交流发电机投入运转并为35公里外的水牛城供电，从此确立了现代电网的基础。 阅历了100多年的开展，电网的基本外形没有基本性的变化，即电网以铜、铝等为基本导电资料、以传统电力设备为基础、以可调度动力（如化石动力、水力和核能等）作为电力的关键一次性动力来源、以交流为运转形式的基本外形。 但是，电网的规模和结构外形出现了很大的变化，即从最后的局域小规模电网开展到区域中等规模电网，进而开展到今天的跨区互联大电网。 例如，2012年，我国发电总装机容量曾经接近12亿千瓦，年总发电量接近5万亿度，我国电网曾经基本构成了“西电东送、南北互供、全国联网”的总体魄局，曾经掩盖了全国大部分地域，成为全球最大的电网之一。 如今，电网曾经为人类供应了大约四分之一的终端动力，成为现代动力体系的关键组成部分，电力在终端动力消费结构中的比例曾经成为一个国度兴旺水平的标志之一。 展望未来，我们以为，未来电网将出现以下关键开展趋向：1再生动力将成为电网中的关键一次性动力来源人类曾经看法到化石动力是无法继续的动力，有必要鼎力开展可再生动力来替代之。 这是由于：（1）核能在本世纪中叶前难以成为主导动力。 核裂变能的原料也属于有限资源，且其应用存在安保风险，核废料处置也比拟复杂。 由于核裂变能的应用还触及到国际安保环境，以后的核裂变能技术出口是遭到国际有关条约严厉控制的。 虽然核聚变能可满足人类常年开展需求，但其运行前景尚不阴暗，ITER（国际热核聚变堆）方案到本世纪中叶才干建成首个示范电站。 （2）可再生动力是可继续开展的绿色动力，且可开采量足够人类经常使用。 据统计剖析，地球上接纳的太阳能是人类目前动力需求总量的倍。 地球上的风能总量也到达了目先人类动力需求总量的5倍，假设再算下水力资源、生物质动力、地热能、陆地能，则可再生动力的总量更大。 由此可见，可再生动力开展潜力庞大。 （3）可再生动力目前曾经失掉很大的开展。 随着技术不时提高，可再生动力发电的单位本钱呈逐年降低趋向。 依据欧洲、美国和日本等兴旺国度和地域的估量，到2020年，光伏发电基本上可以成功平价上网。 （4）国际曾经有共识以为，可再生动力今后依然会加快开展，且将逐渐成为主导动力。 例如，2012年，国际动力署（IEA）发布的《2012年全球动力展望》，对2035年前的全球动力趋向作出了预测：到2015年，可再生动力将成为全球第二大电力来源，并在2035年接近第一大电力来源——煤炭的发电量。 欧共体结合研讨中心预测以为：到2050年可再生动力将占总动力需求的52%。 由于可再生动力的关键应用方式是发电，因此，假设未来人类经常使用的动力将关键来自可再生动力，则电网中的一次性动力也将关键来自可再生动力。 2电网的结构和运转形式将出现严重变化现代电网存在结构不尽合理和交流电网的固有安保稳如泰山性等疑问，亟待处置。 随着可再生动力越来越多地接入电网，将对电网带来一系列新的严峻应战，这关键是由可再生动力具有无法调度性、动摇性、分散性、发电方式多样性和时空互补性等特点选择的。 “结构选择性能、形式选择成败”，因此从改动电网结构和运转形式入手，是处置电网现有疑问和应对未来应战的关键手腕之一。 （1）从结构上讲，由于未来电力资源与负荷资源的天文散布不婚配，以及可再生动力在广域范围具有良好的时空互补性，因此坚持和开展一个规模适当的大电网是十分必要的。 同时，由于可再生动力具有分散性，就地应用资源的散布式发电和面向终端用户的微型电网也将会少量出现，因此未来电网的结构将出现大电网和微型电网并存的格式。 其次，为了保证供电的安保牢靠性，要求开展环形网络。 针对不同电压等级，宜采用多层次的环状结构网络，并成功相邻层次间和同层次不同区域环形电网间的互联，以结构一个多层次网状结构的网络。 （2）在运转形式上，要求开展直流电网形式或交直流混合电网形式。 这是由于，直流输电网不存在交流输电网固有的稳如泰山疑问，因此，采用直流输电网，将从基本上处置交流电网所固有的安保稳如泰山性疑问。 从配电网和微电网层面来讲，未来的直流负荷将占相当高的比重且散布式电源（如光伏发电或储能）也将以直流为运转形式。 与此同时，还要求采用“分层分区运转、总体协调互动”的形式，以充沛红功广域范围内各种资源的优化互补应用和区域电网间互为备用和支撑。 电网结构和形式的改动将带来少量的科技创新机遇，值得关注。 3新资料技术将在电网中失掉普遍的运行在电网的结构和形式确立以后，电网的运转性能在很大水平上就取决于电气设备了，而电气设备是由各种资料依照特定的结构制造而成的，资料的特性在很大水平上直接选择了电气设备的性能。 过去100多年来，对电网开展影响最大的创新来自新资料技术—电力电子器件的发明及其在电网中的运行，而像氧化锌避雷器、六氟化硫断路器、碳纤维复合芯导线等技术发明，其基本创新之处在于新资料的运行。 展望未来，随着新资料技术的不时开展，新资料技术将在电网中失掉普遍的运行。 （1）首先，高压大功率电力电子器件（如宽禁带半导体器件等）和装备将会使得对高压大功率电力的变换和控制，似乎集成电路对信息的处置（实践上也就是对高压小电流的电能的变换和控制）一样灵敏高效。 由于未来电网中的少量可再生动力电力是变幻莫测的，而电力用户对电力的需求也具有多样性且也是随时变化的，因此对电力的变换和控制的目的就是将变幻莫测的电源变成能满足用户需求的电力。 从这个意义上讲，电力电子器件和装备的普遍经常使用，将使得电网像计算网络处置和分配信息资源一样来处置和分配电力，因此可以把未来电网看成是一个“动力计算网络”，各种电力资源经过“动力计算网络”无机组织、咨询和控制起来，从而为用户提供牢靠的电力。 因此，这个“动力计算网络”也可以称之为“云电力网络”，而用户从“云”中失掉牢靠的电力。 （2）新型高性能的电极资料、储能资料、电介质资料、高强度资料、质子交流膜和储氢资料等的发明和经常使用，将使得高效低本钱电力储能系统成为理想并进入千家万户，从而优化电网的运转、简化电网的结构和控制，并对电源动摇和电网缺点作出照应。 电力储能系统就似乎计算网络中的信息贮存系统一样，关于未来电网是必要的。 （3）高性能的超导资料在电网中的运行，将大大降低电气设备的损耗、重量和体积，并可提高电气设备的极限容量和灵敏性，超导限流器还可以有效地限制缺点电流并维护其他电气设备和整个电网的安保稳如泰山性。 正由于如此，美国动力部甚至将超导技术视为“21世纪电力工业独一的高技术储藏”。 （4）其他新资料，如纳米复合资料、场（包括电场和磁场）控和温控的非线性介质资料、低残压压敏电阻资料、新型绝缘资料、绝缘体—金属相变资料、新型铁磁资料、用于高效低能耗的电力传感器资料（如巨磁阻资料、压电晶体、热电资料等）都将或许在未来电网中失掉普遍的运行。 4物理电网将与信息系统高度融合假设把电网比喻成为一团体的话，那么物理电网就是人的骨骼、肉体和器官，而电网信息系统则提供相当于人的觉得才干、剖析才干和决策才干。 以后的电网，不只在物理层是不完善的，而且其信息系统的树立与未来需求还有很大的差距。 有关该方面的内容，也就是国际上近些年谈得很多的所谓“智能电网”的概念，本文不宜做过多的重复。 但是，要求说明的是，在现有电气设备的基础上，仅仅依托优化电网的信息化水平，远远处置不了未来电网所面临的疑问。 改动电网的结构和运转形式、优化电气设备的性能和采用新型性能的电气设备，关于处置未来电网的疑问相同关键甚至是更为基本性的。 另外，要求强调的是，能够从创新资料入手开展具有自顺应性能的电力设备和维护设备，就可以清楚降低电网关于传感、通讯和数据处置的技术要求，这关于提高电网的安保牢靠性和综合效益是十分有益的。 因此，切忌以为将信息技术用于电网就是未来电网开展的全部。