1839年，19歲的法國科學家貝克雷爾在父親的實驗室中，緩慢地將兩片鉑金屬電極插入到氯化銀酸性溶液中。這是一個錯誤的操作，卻意外打開了未知世界的大門。因為貝克雷爾在測量在電極間電流時發(fā)現(xiàn)，光線中的電流略大于黑暗中的電流，他將這種現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)——這個名字在多年后變成了“貝克雷爾效應(yīng)”。
隨著美國在其1957年發(fā)射的第二顆人造衛(wèi)星中使用了光伏電池，光伏技術(shù)歷經(jīng)百年終于從實驗室走進產(chǎn)業(yè)界。又經(jīng)過幾十年的發(fā)展，隨著氣候變化開始成為人類社會發(fā)展的硬約束，人們突然意識到，以光伏為代表、包括風電在內(nèi)的新能源，是人類在可預見的未來擺脫化石能源依賴、實現(xiàn)碳中和的最重要依靠。
過去這些年，風電、光伏等綠色能源都在快速發(fā)展。不但包括德國在內(nèi)的歐美發(fā)達國家受益于此，很多發(fā)展中國家的能源結(jié)構(gòu)也開始因此重構(gòu)。七年前，約旦國王阿卜杜拉二世在規(guī)劃該國未來的能源戰(zhàn)略時就首先來到中國，希望能從中國快速發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)中找到靈感。
中國也確實在不斷觸碰、探索和解決新能源領(lǐng)域的諸多前沿問題，其中的重要一項就是新能源并網(wǎng)難、消納率低等問題導致的“棄風”、“棄光”現(xiàn)象。這些問題出現(xiàn)的核心原因在于綠色能源存在波動性、隨機性、反調(diào)峰等特征，大規(guī)模并網(wǎng)可能影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
人工智能技術(shù)的應(yīng)用，將有效提升電網(wǎng)等能源系統(tǒng)消納多樣化電源和協(xié)調(diào)多能源的能力，成為提升能源利用率和穩(wěn)定性的技術(shù)支撐，推動碳中和進程。預計未來三年，人工智能技術(shù)將幫助電力系統(tǒng)實現(xiàn)大規(guī)模綠色能源消納，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、高效、穩(wěn)定運行。
趨勢解讀
綠色能源大規(guī)模并網(wǎng)后，風電與光伏發(fā)電的波動性、隨機性、反調(diào)峰等特性將對電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可控性造成沖擊，綠色能源并網(wǎng)、輸送、消納和安全運行的能力亟待提高，也對我國雙碳戰(zhàn)略的實現(xiàn)具有特別重要的意義。
根據(jù)中國國家能源局測算，中國統(tǒng)一可再生能源電力消納責任權(quán)重需要從2021年的28.7%提升至2030年的40%，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量屆時將達到12億千瓦以上，但繼續(xù)提升可再生能源的比重將面臨一系列困難，這也為人工智能技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
人工智能技術(shù)在發(fā)電功率的精準預測、電力優(yōu)化調(diào)度、電站性能評估、故障監(jiān)測和風險管理等方面將發(fā)揮不可替代的作用，帶來三大突破：
一是精準的功率預測，大數(shù)據(jù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法應(yīng)用，將提升氣象預報的準確性，減少新能源發(fā)電功率預測的誤差。特別是在遠距離、跨區(qū)域的綠能消納上，人工智能技術(shù)通過對電力天氣預報的預測和分析，調(diào)節(jié)發(fā)電功率，動態(tài)優(yōu)化電力系統(tǒng)發(fā)電策略，保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行。
二是智能的調(diào)度控制，在電力調(diào)度端，深度學習、大數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)和機理仿真技術(shù)融合，將幫助電力調(diào)度系統(tǒng)持續(xù)優(yōu)化控制策略，增強風電、光伏、水電和儲能的多能源協(xié)調(diào)能力，實現(xiàn)多能互補，解決用電高峰期和低谷期電力輸出不平衡的問題。綠能的大規(guī)模并網(wǎng)對電網(wǎng)交直流混聯(lián)、源網(wǎng)荷儲交互的靈活重構(gòu)、運行優(yōu)化與決策也提出了更高要求。未來，人工智能技術(shù)將支撐我國綠色能源進入增量主體階段。
三是自動化的故障響應(yīng)，基于大數(shù)據(jù)和深度學習做電網(wǎng)設(shè)備的實時監(jiān)測，有助于快速提取故障特征，大幅提升電力系統(tǒng)的故障識別能力和響應(yīng)速度。隨著技術(shù)融合的加深，未來有望實現(xiàn)毫秒級的自動化預警監(jiān)測和控制。
綠色能源的大規(guī)模開發(fā)和利用已經(jīng)成為當今世界能源發(fā)展的主要方向。在高比例綠色能源并網(wǎng)的趨勢下，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)難以應(yīng)對綠色能源在大風、暴雨、雷電等天氣下發(fā)電功率的不確定性，以及復雜故障及時響應(yīng)的應(yīng)對能力。在運行監(jiān)測過程中，參數(shù)核驗和故障監(jiān)測仍需要大量的人工參與，故障特征提取困難，識別難度大。針對大規(guī)模綠色能源并網(wǎng)在穩(wěn)定、運行和規(guī)劃上面臨的各種挑戰(zhàn)，以人工智能為主的新一代信息技術(shù)將對能源系統(tǒng)整體的高效穩(wěn)定運行提供技術(shù)保障和有力支撐。
人工智能與能源電力的深度融合，將推動大規(guī)模新能源發(fā)電、并網(wǎng)、輸送、消納和安全運行，完成對能源系統(tǒng)的升級改造。我們預計在未來的三年內(nèi)，人工智能技術(shù)將幫助電力系統(tǒng)實現(xiàn)大規(guī)模綠能消納，能源供給在時間和空間維度上能夠互聯(lián)互濟，網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展，彈性調(diào)度，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、高效、穩(wěn)定運行。
（轉(zhuǎn)載）
