風/光資源具有較強的時空關聯(lián)性。風/光功率預測精度的提升依賴于對可用氣象信息的充分挖掘，依據(jù)單一時刻、單一地點數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)風/光功率預測技術，忽略了氣象變化的時空關聯(lián)特性，未能實現(xiàn)對可用氣象信息的充分利用。對于不同時間、空間尺度上的風/光功率預測問題，需借助先進的智能化學習手段，充分利用與預測對象相關聯(lián)的數(shù)值天氣預報大數(shù)據(jù)，在時間與空間維度上擴展模型可用的氣象數(shù)據(jù)，建立氣象—功率的高維映射模型，提升風/光功率預測的精度。亟待開展基于數(shù)值天氣預報大數(shù)據(jù)時空關聯(lián)性的多尺度風/光功率預測的關鍵技術研究。

風/光預測的不確定性增加了電網(wǎng)運行的風險和風/光消納的難度。如何在調(diào)度的不同層級、不同階段考慮可再生能源出力的不確定性，并有效管控風險，以確保電力系統(tǒng)能夠安全經(jīng)濟的消納可再生能源，需要對各個調(diào)度環(huán)節(jié)進行調(diào)整，而足夠精確的預測和對風險的可知可控方可保證調(diào)度機構敢用這個結果，目前亟待突破考慮預測不確定性的風/光發(fā)電跨區(qū)多級優(yōu)化調(diào)度與風險防控技術，提高系統(tǒng)運行水平和抗風險能力，促進可再生能源消納。基于預測結果及其概率分布特征，研究隨機優(yōu)化調(diào)度技術及運行風險量化評估方法，支撐多層級調(diào)度決策，實現(xiàn)風險防控，促進風/光消納。亟待開展考慮風/光預測不確定性的多級優(yōu)化調(diào)度與風險防控的關鍵技術研究。

項目圍繞上述科學問題和關鍵技術，開展多時空尺度功率預測和調(diào)度技術研究，項目預期將突破風電/光伏中長期(年/月)電量預測、短期(0—6天)和超短期(0—4小時)功率預測技術，提出考慮預測不確定性的調(diào)度決策和風險防控方法;研發(fā)覆蓋全國的中長/短/超短期一體化預測系統(tǒng)、風險調(diào)度與緊急控制決策系統(tǒng)，并在國網(wǎng)、南網(wǎng)、蒙西電網(wǎng)等9個調(diào)度機構建立示范工程。

項目從基礎理論研究、核心系統(tǒng)研發(fā)到典型應用示范全方位布局，將產(chǎn)出一系列具有自主知識產(chǎn)權的國際先進水平的重大成果，探索出一條適合我國資源稟賦和電力系統(tǒng)特點的風電光伏預測以及調(diào)度技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行靈活性和可再生能源消納能力的有效提升，推動智能電網(wǎng)技術創(chuàng)新，支撐能源結構清潔化轉型和能源消費革命。項目具有廣闊的市場前景和巨大的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益。項目成果將顯著提升我國新能源功率預測精度及應用水平，提升我國大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)消納水平，促進我國新能源健康發(fā)展。

構建電網(wǎng)智能全景系統(tǒng) 實現(xiàn)大電網(wǎng)安全運行的實時分析和精準控制

——互聯(lián)大電網(wǎng)高性能分析和態(tài)勢感知技術

我國已形成世界上規(guī)模最大的交直流互聯(lián)電網(wǎng)，電力電子設備和新能源大量接入，導致電網(wǎng)動態(tài)特性復雜、安全穩(wěn)定風險增加，客觀上對在線安全穩(wěn)定分析提出了更高要求，包括更加準確的狀態(tài)感知、更加高效的仿真手段和更加智能的分析評估。

目前電網(wǎng)面臨的三大挑戰(zhàn)

目前基礎模型數(shù)據(jù)匹配性不足、無法在線進行電力電子特性分析以及單純仿真模式難以滿足電網(wǎng)風險實時掌控的時效性要求。這給當前在線分析技術帶來了新的三大挑戰(zhàn)：

1.新能源波動和負荷特性變化使得電網(wǎng)運行狀態(tài)和設備模型參數(shù)呈現(xiàn)明顯時變特征，當前在線分析沿用傳統(tǒng)狀態(tài)估計方法和離線仿真模型，制約了分析的準確性。

2.現(xiàn)代中國電網(wǎng)已重構為交直流互聯(lián)電網(wǎng)，電力電子化特征愈發(fā)凸顯，電網(wǎng)穩(wěn)定特性從機電暫態(tài)轉變?yōu)闄C電暫態(tài)和電磁暫態(tài)混合過程，目前在線分析采用機電暫態(tài)仿真，無法進行大電網(wǎng)在線電磁仿真，難以滿足現(xiàn)代電網(wǎng)動態(tài)特性分析需要。

3.當前電網(wǎng)運行狀態(tài)和安全穩(wěn)定性快速變化，目前在線分析采用周期掃描和事件觸發(fā)的仿真計算模式，耗時5—15分鐘，難以滿足電網(wǎng)風險實時掌控的時效性要求，亟須研究信息驅動的大電網(wǎng)在線運行態(tài)勢感知與趨勢預測技術。綜上，為保障當前交直流互聯(lián)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，研究互聯(lián)大電網(wǎng)高性能分析和態(tài)勢感知技術，提升在線仿真分析能力，發(fā)展信息驅動的智能化分析模式，實現(xiàn)精準、實時的在線綜合安全穩(wěn)定分析，意義重大。

通過人工智能技術保障電網(wǎng)安全運行

國家電網(wǎng)調(diào)度控制中心副主任、國家重點研發(fā)計劃項目“互聯(lián)大電網(wǎng)高性能分析和態(tài)勢感知技術”負責人張曉華介紹，本項目核心目標是研發(fā)在線綜合動態(tài)安全穩(wěn)定智能評估系統(tǒng)，拓展研究智能全景系統(tǒng)理論方法體系，構建電網(wǎng)智能全景系統(tǒng)，實現(xiàn)大電網(wǎng)安全運行的實時分析和精準控制提供關鍵技術支撐。支持運行狀態(tài)一體化實時精準感知，在線潮流有功最大誤差不大于2%;支持異構元件集測辨校正，實現(xiàn)與實測錄波擬合度90%以上;實現(xiàn)在線超實時機電—電磁混合仿真，電網(wǎng)規(guī)模20000節(jié)點和16回直流，10秒物理過程8秒計算完成;支持基于遠程終端單元RTU/同步相量量測裝置PMU等海量數(shù)據(jù)的安全穩(wěn)定評估及趨勢預測，正常態(tài)更新周期小于30秒，故障態(tài)小于2秒。

本項目擬解決科學問題為“信息驅動的復雜大電網(wǎng)時空動力學行為智能認知理論”，用于解決基于信息進行復雜大電網(wǎng)動態(tài)特性分析和認知的問題，通過引入人工智能技術從海量信息中認知系統(tǒng)動態(tài)特性，實現(xiàn)認知模式從傳統(tǒng)基于模型的因果分析轉變?yōu)榛谛畔⒌年P聯(lián)分析。涉及的關鍵技術難題及解決方法：

關鍵技術1：“復雜電網(wǎng)基礎信息的時空特性感知與融合校正技術”，用于解決在線基礎數(shù)據(jù)和模型準確性不高的問題。在實時數(shù)據(jù)誤差修正方面，通過匯集時間評估、統(tǒng)一時鐘構建、時空關聯(lián)分析和誤差智能校正提升在線數(shù)據(jù)質(zhì)量，實現(xiàn)多元基礎信息的一體化實時感知;在關鍵參數(shù)在線校正方面，通過運行信息融合分析和關鍵環(huán)節(jié)辨識，校正影響仿真精度的關鍵參數(shù)，提升模型在線應用的有效性。

關鍵技術2：“面向電力電子化電網(wǎng)的高性能機電—電磁混合仿真技術”，解決當前在線計算無法支持電磁特性分析的問題。需要在當前離線技術基礎上，解決仿真精度、仿真速度和仿真初始化3個關鍵問題。