大數(shù)據(jù)和智能電網(wǎng)的關(guān)系

大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中具有廣闊的應(yīng)用前景，報告從負荷預測、源網(wǎng)荷協(xié)同、網(wǎng)架規(guī)劃三個方面進行論述。

1、負荷波動及新能源出力預測

負荷預測作為電網(wǎng)電量管理系統(tǒng)的重要組成部分，其預測誤差的大小直接影響電網(wǎng)運行的安全性及可靠性，較大的預測誤差會給電網(wǎng)運行帶來較高的風險。現(xiàn)階段負荷預測主要是通過負荷歷史數(shù)據(jù)，利用相似日或者其他算法預測負荷的大小，短期預測精度較高，中長期精度較差。隨著電網(wǎng)采集數(shù)據(jù)范圍增加，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以將氣象信息、用戶作息規(guī)律、宏觀經(jīng)濟指標等不同種類的數(shù)據(jù)，通過抽象的量化指標表征與負荷之間的關(guān)系，實現(xiàn)對負荷變化趨勢更為精確的感知，提高預測精度。

分布式發(fā)電的不斷接入，特別是新能源滲透率的不斷增加，打破了原來電網(wǎng)運行管理的模式，不但需要考慮負荷側(cè)的波動，還要計及新能源出力的間歇性。在我國，新能源接入主要受制于兩個因素：（1）新能源大多分布在電網(wǎng)末端遠離負荷中心，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為脆弱，從而造成電網(wǎng)接納能力較弱；（2）新能源預測誤差較大，目前風電出力預測日前和實時的誤差分別為20%、5%左右，這樣就會給電網(wǎng)調(diào)度帶來較大的挑戰(zhàn)。由于新能源較大的預測誤差，往往需要在大型新能源基地周邊建立配套的大型常規(guī)能源作為旋轉(zhuǎn)備用，以彌補新能源預測精度方面的不足。作為備用的常規(guī)電源，由于擔負著較重的旋轉(zhuǎn)備用，長期不能工作在最佳運行點，將造成其發(fā)電效率低以及能源的浪費。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以有效提高新能源出力的預測精度，如丹麥的維斯塔斯風力技術(shù)集團，在風電出力預測時采用了IBM的大數(shù)據(jù)解決方案，在風電出力預測時加入了地理位置、氣象報告、潮汐相位、衛(wèi)星圖像等結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化了風力渦輪機布局，提高風電發(fā)電及預測效率，獲得了較為可觀的經(jīng)濟效益。

2、源網(wǎng)荷協(xié)同調(diào)度

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以有效降低新能源預測誤差，但這對于新能源出力固有的波動性，傳統(tǒng)的調(diào)度方法通過增加系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用來解決。在電力市場不斷完善的背景下，可以不通過調(diào)節(jié)常規(guī)電源的出力，而是利用市場手段，使得一部分用戶主動削減或者增加一部分負荷去平衡發(fā)電側(cè)出力的變化，即通過需求側(cè)管理實現(xiàn)系統(tǒng)電量平衡。若要達到網(wǎng)源荷協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度需要大量的輔助信息，如新能源出力波動大小、電網(wǎng)線路輸送能力、負荷削減電量的范圍、實時電價等，其中每個因素又受很多條件的影響，因此是一個非常復雜的電力交易過程，此時必須利用大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)掘數(shù)據(jù)內(nèi)部之間的聯(lián)系，從而制定出最佳調(diào)度方案。智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)最大的區(qū)別在于源網(wǎng)荷三者之間信息流動的雙向性，三者之間信息在一個框架內(nèi)可以順暢的進行交互，極大地提升電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性、可靠性。

3、網(wǎng)架發(fā)展規(guī)劃

中投顧問發(fā)布的《“十三五”數(shù)據(jù)中國建設(shè)下智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預測報告》指出，電網(wǎng)已經(jīng)從傳統(tǒng)電網(wǎng)發(fā)展到智能電網(wǎng)，隨之將會成為能源互聯(lián)網(wǎng)的一部分，從而使得電網(wǎng)與整個能源網(wǎng)聯(lián)系的更為緊密。電轉(zhuǎn)氣技術(shù)的提出，為新能源接入提供了新的思路，試圖將不宜存儲的電能轉(zhuǎn)化為便于存儲的天然氣，但由于轉(zhuǎn)化效率較低，尚屬于技術(shù)論證階段。冷熱氣三聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)了能源的階梯利用，能源利用效率高、環(huán)境污染小、經(jīng)濟效益好。電動汽車的興起將會顯著提高能源末端電力消費的占比，充換電站將會像加油站一樣分布在城市的每個角落。傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)來源渠道不足，數(shù)據(jù)分析挖掘能力欠缺，因此造成規(guī)劃過程中面臨著眾多不確定性因素的現(xiàn)象，特別是現(xiàn)在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，能源結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變革，使得傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃方法往往與實際需求差別較大。電網(wǎng)規(guī)劃的過程中，需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)綜合考慮多種因素如分布式能源的接入、電動汽車的增長趨勢、電力市場環(huán)境下為用戶提供個性化用電服務(wù)等，多類型、海量數(shù)據(jù)的引入，可以有效減少電網(wǎng)規(guī)劃過程中的不確定性，使得整個規(guī)劃的過程更加合理、有序。