新型电力系统报告：电网加速智能化，推动AI实际应用

　　2 电力智能化，源网荷多元应用

　　2.1 智能化应用 1—推动功率预测，平抑新能源波动性

　　功率预测是基于新能源间歇性、不稳定性等特征的产物，为电站管理和电网调控提供保 障。高比例风光接入电网势必会加大电网调度的复杂度，对电力系统安全稳定运行构成威胁， 功率预测应运而生。发电功率预测的核心是通过算法模型的构建，结合电站装机数据、气象 预测数据等为客户计算精确的功率预测数据，根据预测步长的不同，功率预测可分为超短期、 短期、中期、长期预测。 功率预测可满足发电厂并网要求，辅助制定调度计划，实现最大消纳新能源出力的目标。 1)电源侧：通过对未来发电能力和功率的预测，可提前了解电站实时生产情况和判断未来 生产情况，为电站管理提供保障。2)电网侧：由于电网需根据下游的用电需求提前作出发 电规划，并根据实时的电力平衡情况做出实时的电力调节和控制，功率预测可为电力调度提 供保障。

　　新能源发电功率预测被纳入考核，各地对考核指标具体要求略有不同。 2018 年《关于 提升电力系统调节能力的指导意见》提出实施风光功率预测考核，将风电、光伏等发电机组 纳入电力辅助服务管理，承担相应辅助服务费用。在此背景下，各地能源局纷纷设立本区域 《发电厂并网运行管理实施细则》和《并网发电厂辅助服务管理实施细则》，“双细则”针对 新能源发电功率预测设立上传率、上报率、准确率、合格率等多考核指标。

　　风电/光伏功率预测市场容量差距小，风电功率预测市场竞争更为激烈。根据沙利文《中 国新能源软件及数据服务行业研究报告》，2019年我国风力发电功率预测市场中，国能日新、 金 凤 慧 能 、 远 景 能 源 、 东 润 环 能 、 南 瑞 继 保 的 市 场 份 额 占 比 较 大 ， 分 别 为 18.8%/14.9%/13.3%/11.7%/6.3%;光伏发电功率预测市场中，国能日新、南瑞继保、东润 环能、中科伏瑞的市场份额占比较大，分别为 22.1%/17.7%/16.2%/6.9%。报告中同时提到， 2019-2024 年我国新能源发电功率预测市场年均复合增长率将达 16.2%，2024 年预计市场 规模将增至 13.4 亿元，功率预测市场前景广阔。

　　功率预测案例：国能日新发电功率预测的主要流程：1)气象数据获取及处理：通过欧 洲气象中心、国家气象局等各种气象源获取原始气象预报数据，并将原始气象预报数据通过 建模计算后得到更高精度的气象预测数据;2)计算短期功率预测数据：根据气象预测数据 进一步计算短期功率预测数据;3)计算超短期功率预测数据：将短期功率预测数据和气象 预测数据传输至所服务电站，并进一步计算超短期功率预测数据;4)将短期和超短期功率 预测数据上传至电网调度。

　　2.2 智能化应用 2—配网智能调度&智能巡检及故障检查

　　1)并网控制系统

　　并网控制系统可实现对电站电力生产情况的实施管控。电网安全的首要目标就是保证发 用电的实时平衡，因此电力系统需根据电力供需情况对新能源发电进行管控。按照控制方式 的不同，并网控制系统可大致分为三种。1)自动发电控制系统(AGC 系统)：以光伏/风电 的并网有功功率为控制目标;2)自动电压控制系统(AVC 系统)：以光伏/风电的无功功率 为控制目标;3)快速频率响应系统：以电力系统频率为调控目标。 AGC 系统&AVC 系统的控制过程：1)制定电能生产需求：电网调度部门根据收集到的 各新能源电站的功率预测数据和其他生产计划数据，结合对区域用电需求进行的预测、省级 联络线的输电计划，制定电能生产需求;2)制定发电计划和调度计划：根据电能预测数据、 用户端电能需求预测数据以及电力系统现状，制定发电计划和调度计划;3)电能生产的调 整和控制：电网调度部门根据发电计划形成调控命令，下发每个新能源电站，新能源电站根 据命令进行电能生产的调整和控制;4)修正：新能源场站实时向电网调度部门反馈生产电 能情况，双方对命令执行情况进行修正。

　　2)新能源电站智能运营系统

　　分布式电站管理难度大。在“整县推进”政策的推动下，分布式新能源电站数量将迅速 增加，分布式光伏电站的日益增加会加大人力及财力的投入以进行现场维护及管理。分布式 光伏布点分散、单体体量小的特性势必会增加运维养护成本，如何高效、安全、专业地实现 分布式电站运维管理显得尤为重要。 新能源电站智能运营系统助力提高电站的运营管理效率。新能源电站智能运营系统以数 据为核心及出发点，具备智能监测、告警管理、运维管理、统计分析、日常办公等模块，能 够在远程有效监控电站的实时运行状态，具备数据统一管理、智能运维、运营指标分析等功 能，能够提升电站运行的稳定性，实现信息的实时共享和故障的及时处理，减少电站的人员 配置，大大提高新能源电站的运营效率和管理效率，为企业带来长期稳定的收益。

　　3)电网新能源管理系统

　　新能源并网容量增加，需对新能源接入电网进行主动管理。随着新能源装机及发电容量 的不断提高，新能源发电功率的波动性给电网调度带来了挑战。我国调度机构分为五级，分 别为国调、网调、省调、地调、县调，在新能源装机及发电快速提升的背景下，对新能源管 理系统的需求较大。1)省一级电网：需要在保障电力供需平衡的基础上加大新能源消纳， 电网新能源管理系统可通过对影响消纳的因素分析、气象预测数据、电站每月发电量的预测， 来辅助电网提前规划消纳方案，以进一步提升对新能源的使用效率;2)地市级电网：需监 测分析功率不稳定的新能源，并评估电网的承载能力，电网新能源管理系统可通过监测并网 新能源电站和评估新能源入网裕度，来分析电网的承载能力。

　　4)智能巡检

　　巡检是保障电网稳定性的重要环节。巡检机器人有多种应用场景，可在变电站、输电网 等场景使用，其中在变电站的应用更早，变电站巡检场景包括室外场景及高压室、保护室、 开关室等室内场景。巡检机器人可实现对室内外设备的精准检测，并通过后台对巡检数据进 行比对和分析，实现预测性维护，在提高巡检效率的同时，可有效保障设备的平稳运行。此 外，由于输电通常在沟壑、高山、丘陵等环境复杂的区域，且输电线路直接暴露于大气环境 中，在运行中会诱发多种事故，人工巡检和检修面临着线路长、工作强度大、条件艰苦、效率低下、检测质量不佳等一系列问题，无法获得输电线路的实时运行情况，甚至威胁作业人 员的生命安全，通过输电线路巡检机器人可实现对输电线路杆塔、绝缘子以及输电线路通道 等精确巡视，自动采集数据并进行后台分析，为输电线路的运维提供可靠的信息。