10月13日，2021國家能源互聯網大會在山東淄博會展中心正式拉開序幕。本屆大會以“聚力雙碳目標 ，清潔能源互聯創新”為主題。旨在積極響應國家號召，圍繞能源數字化轉型、新能源高質量發展、新型電力系統建設、氫能/儲能技術發展、能源互聯網技術研發/示范落地/推廣應用等展開研討、交流與成功經驗分享，為匯聚更多相關企事業單位加快新型電力系統建設、推進能源互聯網新技術新產品應用、積極參與“雙碳”目標早日實現行動計劃等指引方向。

 

北京清能互聯科技有限公司CTO賴曉文出席會議并發表題為《面向雙碳目標的源-網-荷-儲協同規劃與運行模擬平臺》的主題報告。他表示，未來電力系統的發展將會形成全新的形態，用四個詞去總結：隨風逐日、泛在互聯、多能協同、靈活互動。

以下為發言全文：

賴曉文：各位領導、專家，大家上午好！我來自于清能互聯。近期清能互聯和清華大學電機系智能能源實驗室，以及清華四川能源互聯網研究院，聯手打造了面向雙碳目標的源-網-荷-儲協同規劃與運行模擬平臺。今天非常榮幸有機會在大會的平臺下，發布我們平臺，同時也是向大家匯報一下近期所做的工作。

“雙碳”目標之下，實際上電力系統面臨著全新的發展要求。風電與光伏將會成為主要的電源品種。為了支撐風電與光伏的消納，實際上電力系統運行的技術體系也亟待全面革新。未來電力系統的發展將會形成全新的形態，我們用四個詞去總結，叫做隨風逐日、泛在互聯、多能協同、靈活互動。

風光的不確定性需要消納，我們的電力系統需要通過物理連接、機制激勵來去充分調動電源側、負荷側的多種能源形式，協同起來、互動起來，為新能源的消納提供基礎。

在我們實現這張藍圖的過程當中，實際面臨著諸多的技術挑戰。這張圖展示了在不同的新能源滲透率上可選擇的技術、集成措施，以及它們的先進性。我們可以看到，在相對較低的新能源滲透率下，實際上尚且能夠通過系統調度的優化和市場機制的激勵，充分激發現有資源的響應和互動，去促成新能源的消納。然而在新能源的滲透率達到相對較高的狀態時，就需要對電源、電網、負荷、儲能等方面技術的建設和技術的升級開展相應的工作。

這些建設和升級是會帶來成本的，這個成本還不低。我們現在就非常急需技術手段和工具，去分析將來需要在源-網-荷-儲做好怎么樣的資源配置，將能夠達到怎么樣的效果，運行的場景是什么樣的，將會帶來多大的投資成本和運行成本。

我們急需面向新型電力系統的規劃和運行模擬的技術方法和工具，但是當前傳統的規劃和模擬工具總結有五個相對的不足：

第一是缺少低碳規劃的模型。過去傳統的規劃和模擬的主要目標，往往是安全性和經濟性，對碳本身缺乏相應的排放和碳流動量化的過程。今天需要在規劃模擬模型當中把碳作為一個重要的因素考慮進去。

第二是無法模擬新能源的隨機出力，規劃面向的是新的地理位置的新的風和光的裝機，他們出力的隨機性怎么樣，是需要對他們的出力特點進行全面考量。同時非常重要的是需要考慮相互之間的時空相關性，才能夠精確地去衡量隨機性的特征。

第三是過去的規劃模擬工具通常是面向電力系統的典型運行方式去開展的，但是高比例新能源接入情況下，不管是新能源自身對電力系統提出的靈活性的要求，還是儲能的運行特性，都是時間耦合的問題。因此我們新的工具必須要考慮8760個小時精細化持續模擬。這種考慮將會為計算帶來非常巨大的挑戰，因此還需要去實現提出新的技術方法，去實現高精度求解，來滿足應用的需要。

第四是數據輸入量大，規劃跟模擬實際上是需要大量的模型數據、邊界條件的數據等等。如此之多的數據，我們將它輸入工具后怎么樣維護起來，其實已經是一個非常大的難題。因此我們一方面需要通過積累高質量的數據集，第二方面是需要去優化工具本身的數據維護和交互的方式，為使用去提供足夠的便利。

第五是可視化程度低。過去的規劃工具，往往局限于把結果算出來進行分析的層面。實際上我們知道規劃和運行模擬的結果背后會帶來大量數據，數據之間的相關性需要通過很好的可視化方式挖掘出來。因此怎么對計算結果進行多維展示和評估也是需要重點解決的問題。

針對上述不足，提出了面向“雙碳”的源-網-荷-儲協同規劃和運行模擬解決方案，解決方案分成五個層次，最底層是數據，數據將設備參數、電網運行場景、風光資源等等整合在一起?；谶@些數據構建出來六大模型，包括風光出力隨機性模擬模型、投資規劃模型、時序運行仿真模型，以及傳統的電網潮流模型、碳排放模型和成本流模型。將這些模型和數據進一步聚合成服務，在數據層、計算層和展示層提供相應的服務支撐能力，從而支撐上層的六大應用，包括電網的模型構建、運行場景的預測、協同規劃優化、持續運行模擬、大數據挖掘分析，以及全景綜合展示。

這些應用將進一步支撐不同用戶在不同場景下的規劃與運行模擬的解決方案，面向電網企業能夠提供電源和電網的建設規劃分析，以及電力系統多場景的運行推演，面向發電企業可以提供“雙碳”發展的轉型路徑分析，以及電源、投資改造的建設分析和運行模擬。面向設計院可以提供電源建設的基礎方案評估和項目的經濟性與風險收益分析。面向科研單位，可以支撐電力系統的低碳轉型的場景分析和相應的政策、經濟、技術問題的研究。面向金融機構，可以支撐對電力系統自身發展趨勢的分析，以及相關的行業投資價值分析。

我們的平臺核心功能包含四大步驟：第一步是建模，第二步是計算，第三步是分析，第四步是展示。

在建模層面，首先要把電網模型構建出來，平臺里面將會預制常見的電網元件參數、場景數據、資源數據等能夠支撐模型的快速構建。其次基于負荷預測算法和集群風光出力的隨機性模擬算法，對未來的負荷需求和新能源出力進行多場景預測，作為后面做計算的邊界條件。

第二步做計算，包括源-網-荷-儲協同一起的規劃計算，以及電力系統運行模擬。在規劃方面，我們支持對規劃的目標、視角，你是發電企業做規劃，還是電網企業做規劃，還是設計單位，以及規劃的場景、約束等等全維度自定義的靈活配置。我們通過優化計算，去輸出帶有時序信息的相關結果。

在模擬層面能夠支持對當前態、規劃態和研究態模型和場景的連續快速運行模擬，輸出系統的運行安全性、經濟性、環保性等等方面的關鍵指標。

第三步是做分析，我們會通過場景的校核智能決策，提示出規劃方案到底有沒有問題，做的好不好，如何改進。首先通過場景校核，將會對規劃方案進行典型運行方式的精細化安全分析，并且能夠將沒有通過校核的場景一鍵轉換成約束條件添加到規劃方案里面去。

針對規劃方案的各方面的指標，基于底層的數據分析去提示出來這些指標跟規劃計算時候的目標控制變量、邊界條件等等方面存在什么樣的聯系，如何通過修改前置的計算參數，為指標的提升提供建議，這個是能鏈決策方面。

最后一步就是進行展示。首先展示之前第一步是對數據關聯關系進行透視分析，內嵌了BI數據可視化分析引擎，能夠支撐自定義的指標計算和自定義的可視化頁面的創建。這對于我們面向未來的規劃、未來模擬的諸多需求的靈活性適配是非常關鍵的。其次，我們自身也內置了多類多層次的駕駛艙的大屏展示儀表板，從多個主題包括能源的供需結構、三個流分析（能源流、成本流、碳流）、三個層面的指標（可靠性、經濟性、環保性）等等，諸多維度去綜合評估展示規劃展示方案以及電網運行場景。

我們的產品特色總結成四個關鍵詞，首先這個工具是非常復雜的，背后的數據量非常大，模型邏輯非常復雜，因此第一個關鍵詞是“便捷易用”，這個非常重要。我們通過預制典型的模型參數來減少初始化數據的工作量，通過提供數據資源的靈活調用的能實現快速的、便捷式的組裝建模。通過高交互界面設計，包括向導指引性、操作跟異步響應等交互設計，實現人機友好的頁面交互，提升易用性。

第二個方面是“高效智能”。我們規劃和模擬本質上是一個優化問題，因此背后的模型算法高效性和智能性非常重要。首先內嵌的是計及時序信息的8760小時連續運行模擬模型，能很好地考慮新能源和季節性儲能的時間耦合特性。其次為了提高長時間運行模擬的計算效率，內嵌了基于機組聚類線性化方法，為內核的計算加速提供支撐。

我們的規劃和模擬的優化求解不再是黑匣子，除了輸出計算結果之外，還會輸出跟這個結果緊密相關的靈敏度的信息，從而為后續的方案提升給出啟發性的建議。

第三個方面是“靈活開放”，規劃跟模擬仿真實際上需求是千變萬化的，工具應該具備靈活性，我們提出了“三靈活”設計，通過數據方面組織的靈活性，計算方面模型參數設置的靈活性，以及展示層面指標的定義，以及可視化展示方式的靈活性，去支撐到前端靈活多變的業務需求。

第四個方面是“全景展示”。規劃和模擬仿真大量的數據結果都需要進行挖掘，從而提示相關的系統規劃的方案和系統模擬情況，我們內置了結構分析、流分析、多維展示、連續播放的方案等等專題的分析頁面，幫助我們提示相應的運行情況。

目前我們的平臺已經應用于多個區域，省級電網的“雙碳”轉型路徑分析，以及電源和電網的發展規劃的工作當中。在此也是誠摯的邀請咱們業界同仁，通過多種合作形式包括軟件方面、數據方面的、咨詢方面的合作形式，能夠跟我們一道為我國電力系統全環節高質量發展貢獻力量，謝謝大家！

（本文根據會議現場發言嘉賓的速記整理而成，未經本人審核。）