國(guó)網(wǎng)浙江電科院汪湘晉：光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)數(shù)智化關(guān)鍵技術(shù)分析
中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月23日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十五屆儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱“CIES2025”）在杭州國(guó)際博覽中心召開。
CIES大會(huì)以“綠色、數(shù)智、融合、創(chuàng)新”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和規(guī)?；こ虘?yīng)用。
在3月24日上午進(jìn)行的數(shù)智化工商業(yè)儲(chǔ)能解決方案與商業(yè)案例專場(chǎng)中，國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院電池管理專職汪湘晉做了題為《光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)數(shù)智化關(guān)鍵技術(shù)分析》的主題報(bào)告演講。
以下內(nèi)容根據(jù)大會(huì)發(fā)言整理提煉，僅供參考。
國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院電池管理專職汪湘晉
感謝大家，我是來(lái)自國(guó)網(wǎng)浙江電科院的汪湘晉，我分享的主題是光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的數(shù)智化關(guān)鍵技術(shù)分析，主要內(nèi)容是我們對(duì)目前AI大發(fā)展情況下，如何應(yīng)用這些AI技術(shù)，融入整個(gè)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)字化提升。
我分享的內(nèi)容分為三個(gè)方面：第一，工商業(yè)光儲(chǔ)發(fā)展現(xiàn)狀。目前工商業(yè)光儲(chǔ)處于快速發(fā)展的階段，隨著136號(hào)文等各種新的政策出來(lái)以后，在新的政策和新的人工智能技術(shù)發(fā)展情況下，光儲(chǔ)系統(tǒng)也將出現(xiàn)一些新的技術(shù)發(fā)展方向，我們要考慮系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和快速部署，相應(yīng)的智能能源管理與動(dòng)態(tài)的策略優(yōu)化，以及商業(yè)模式創(chuàng)新和相關(guān)增值服務(wù)，包括我們?cè)O(shè)備的智能運(yùn)維和智能效率提升等方面。
下面我來(lái)介紹對(duì)于光儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程當(dāng)中的特點(diǎn)思考。我們認(rèn)為光儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行中需要解決的以下五個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：
一是規(guī)劃階段，我們要明確到底要配多大容量，如何配備這些儲(chǔ)能，多大容量來(lái)實(shí)現(xiàn)投資最大化。
二是隨著電力市場(chǎng)，目前不同的功能應(yīng)用豐富，我們應(yīng)該應(yīng)用什么樣組合功能來(lái)提升收益，來(lái)匹配電力市場(chǎng)環(huán)境。
三是具體收益到底如何測(cè)算。
四是運(yùn)行策略如何制定，要根據(jù)相應(yīng)市場(chǎng)規(guī)則和儲(chǔ)能狀態(tài)進(jìn)行相繼運(yùn)行策略制定。
五是運(yùn)維階段要考慮設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)維管控。
我們也針對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)和設(shè)備運(yùn)維和運(yùn)行調(diào)控三個(gè)階段總結(jié)了相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。我們作為業(yè)主比較關(guān)注的在運(yùn)行調(diào)控方面，更多的要結(jié)合高精度，多尺度的預(yù)測(cè)，不只是實(shí)現(xiàn)光伏預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上要考慮多類型電力市場(chǎng)下負(fù)荷功能進(jìn)行相應(yīng)的策略優(yōu)化和能量管理。同時(shí)在我們?cè)O(shè)備運(yùn)維方面，剛才各位專家也提到考慮安全性，以及我們用戶側(cè)的工商業(yè)儲(chǔ)能實(shí)際成本和可執(zhí)行性的角度，我們更多的要考慮到相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)，健康狀態(tài)評(píng)估，異常檢測(cè)、故障預(yù)警，以及相應(yīng)的運(yùn)維仿真和我們運(yùn)維輔助決策，從這一方面來(lái)提升我們用戶側(cè)的安全和效率。
同時(shí)，我們總結(jié)了從過(guò)去傳統(tǒng)的技術(shù)特性，轉(zhuǎn)變到當(dāng)前新的需求方面的思考。
首先在規(guī)劃設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的規(guī)劃定容是針對(duì)一些典型的功能場(chǎng)景開展簡(jiǎn)單的充放電收益或者說(shuō)簡(jiǎn)單的測(cè)算，隨著現(xiàn)在AI技術(shù)和不同運(yùn)行場(chǎng)景越來(lái)越多的情況下，我們需要更多的考慮多元運(yùn)行場(chǎng)景，要融合市場(chǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)典型場(chǎng)景的生成仿真，在前期做更為詳細(xì)的規(guī)劃。優(yōu)化目標(biāo)的角度，我們也是從單純的經(jīng)濟(jì)性，拓展到考慮設(shè)備的非線性的壽命特性進(jìn)行建模，在經(jīng)濟(jì)壽命的協(xié)同最優(yōu)的角度進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化。傳統(tǒng)的優(yōu)化，是一個(gè)靜態(tài)規(guī)劃模型，基于傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)，開展基于歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行現(xiàn)有政策或者說(shuō)市場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃?？紤]到現(xiàn)在大模型帶來(lái)的推理能力提升以后，未來(lái)需要通過(guò)大模型或者其他的AI技術(shù)手段，來(lái)對(duì)我們未來(lái)的潛在政策，市場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估和分析，在我們的規(guī)劃配置過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)匹配最新的政策和市場(chǎng)。
運(yùn)行調(diào)控方面，我們認(rèn)為有三個(gè)方面的新的技術(shù)特征，傳統(tǒng)技術(shù)是針對(duì)典型的運(yùn)行功能，以電價(jià)導(dǎo)向，制定經(jīng)驗(yàn)性專家策略。未來(lái)情況下，需要根據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，這也是一個(gè)未來(lái)趨勢(shì)。同時(shí)隨著現(xiàn)在整個(gè)運(yùn)營(yíng)的系統(tǒng)、集群越來(lái)越大的情況下，需要從傳統(tǒng)的只關(guān)注單一的光儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化，來(lái)擴(kuò)充到通過(guò)虛擬電場(chǎng)聚合以后區(qū)域協(xié)同優(yōu)化。同時(shí)，運(yùn)行控制架構(gòu)也要從傳統(tǒng)集中式運(yùn)行架構(gòu)，考慮到在用戶側(cè)實(shí)際的可部署性，通過(guò)應(yīng)用輕量化AI終端，融合云邊算力模型，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效運(yùn)行控制。
在運(yùn)維方面，前面各位專家提到了，要在大數(shù)據(jù)上面進(jìn)行相應(yīng)的更新，基于傳統(tǒng)的電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)，加強(qiáng)多模態(tài)采集技術(shù)的應(yīng)用，融合電氣熱聲，甚至壓力采集數(shù)據(jù)，開展相應(yīng)得更為精細(xì)化的設(shè)備建模，從我們純電角度進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)我們電化學(xué)特性進(jìn)行更為準(zhǔn)確的分析。同時(shí)也是從傳統(tǒng)的被動(dòng)的人工運(yùn)維，基于多模態(tài)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，構(gòu)建多維度的健康狀態(tài)評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)預(yù)警。在專家經(jīng)驗(yàn)運(yùn)維方面，儲(chǔ)能作為目前的新型設(shè)備，尤其是在我們工商業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)維人員經(jīng)驗(yàn)并不是特別足，未來(lái)需要融入基于過(guò)去歷史的典型數(shù)據(jù)，基于專家經(jīng)驗(yàn)形成可推理的專家AI智能模型，來(lái)指導(dǎo)運(yùn)維決策。以上是我們對(duì)于未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向方面的思考。
在數(shù)智化技術(shù)方面，我們也做了一些工作，我們團(tuán)隊(duì)在三個(gè)技術(shù)方向上，做的一些技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品介紹。首先是儲(chǔ)能規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件，這個(gè)軟件我們一直在持續(xù)開發(fā)，隨著AI技術(shù)上來(lái)以后，我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不斷迭代升級(jí)。主要做的功能是儲(chǔ)能的優(yōu)化配置和運(yùn)行優(yōu)化，優(yōu)化配置主要是在儲(chǔ)能的前期規(guī)劃，通過(guò)我們的一些測(cè)算優(yōu)化得到儲(chǔ)能容量功率和相應(yīng)配置方案，進(jìn)行全壽命周期經(jīng)濟(jì)性分析。運(yùn)行優(yōu)化主要是指導(dǎo)儲(chǔ)能的多功能最優(yōu)運(yùn)行，我們從日前角度提出相應(yīng)的響應(yīng)策略和運(yùn)行方案，主要是針對(duì)儲(chǔ)能在不同場(chǎng)景下的復(fù)合功能應(yīng)用，開展最優(yōu)運(yùn)行策略優(yōu)化。此外，還具有靈敏度分析功能，主要是通過(guò)改變不同的參數(shù)，來(lái)分析我們策略和配置方案的可行性和未來(lái)的經(jīng)濟(jì)性。這里面包括我們典型功能選取，我們對(duì)于用戶側(cè)、源側(cè)和網(wǎng)側(cè)相應(yīng)的規(guī)劃進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)算。能夠?qū)Φ湫腿者\(yùn)行曲線進(jìn)行詳細(xì)地分析，包括全生命周期的現(xiàn)金流分析。
運(yùn)行調(diào)控方面，建立了智慧光伏的全景效能平臺(tái)，主要功能是實(shí)現(xiàn)我們多尺度的預(yù)測(cè)，包括我們分布式光伏的短期，超短期的功率預(yù)測(cè)，在這個(gè)基礎(chǔ)上我們能夠?qū)崿F(xiàn)分布式光伏集群功率預(yù)測(cè)，同時(shí)我們也是具備多時(shí)間尺度的全景態(tài)勢(shì)感知。目前這個(gè)平臺(tái)已經(jīng)接入了省內(nèi)600余座分布式光伏電站，通過(guò)此平臺(tái)，能夠支撐電網(wǎng)調(diào)度等功能，后續(xù)也會(huì)提供相應(yīng)的分布式光伏的智慧運(yùn)維解決方案等一系列功能。
這里重點(diǎn)介紹面向“雙碳”目標(biāo)點(diǎn)線面分布式光伏的預(yù)測(cè)體系，從傳統(tǒng)的分布式光伏單站點(diǎn)預(yù)測(cè)，我們通過(guò)集群聚合的分析模式，我們也不斷拓展到臺(tái)區(qū)預(yù)測(cè)，10KV線路級(jí)預(yù)測(cè)，以及整個(gè)區(qū)域的預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)的時(shí)間段也包括超短期，短期，中期等不同的時(shí)間尺度?；诙鄷r(shí)間尺度預(yù)測(cè)模型，提出了輕量化分布式光伏預(yù)測(cè)的云服務(wù)解決方案。通過(guò)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)面向用戶的規(guī)范化的快速部署，通過(guò)云服務(wù)體系，可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)，可動(dòng)態(tài)的更新，整體的預(yù)測(cè)精度優(yōu)于國(guó)標(biāo)三到五個(gè)點(diǎn)。
在實(shí)現(xiàn)了預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上，我們開發(fā)了光儲(chǔ)系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)目前也是和交通集團(tuán)進(jìn)行合作，主要是在服務(wù)區(qū)進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)行管控，在保證充電成本最低的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)多主體經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。這涉及博弈的優(yōu)化過(guò)程，我們通過(guò)多主體合作的利益協(xié)同優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能。
最后是我們儲(chǔ)能電站數(shù)字孿生系統(tǒng)，這是針對(duì)智能運(yùn)維進(jìn)行相應(yīng)的功能開發(fā)，主要也是依托我們的建模仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多物理場(chǎng)的仿真，包括電氣熱多物理場(chǎng)的仿真，同時(shí)開展相應(yīng)的大數(shù)據(jù)分析和物聯(lián)網(wǎng)主數(shù)據(jù)管理工作，主要實(shí)現(xiàn)功能，包括多維狀態(tài)估計(jì)，安全態(tài)勢(shì)感知，我們的智能高效運(yùn)維。
這里面重點(diǎn)介紹的是云邊協(xié)同體系，邊端是儲(chǔ)能實(shí)際的站點(diǎn)，在站點(diǎn)內(nèi)對(duì)于狀態(tài)評(píng)估需求是非常高，需要具備高實(shí)時(shí)性的狀態(tài)評(píng)估。而實(shí)際上邊端設(shè)備屬性，是低算力和小內(nèi)存的現(xiàn)狀，因此，需要通過(guò)云端數(shù)字孿生體大算力和高內(nèi)存，對(duì)我們邊端不友好場(chǎng)景預(yù)測(cè)精度進(jìn)行相應(yīng)的提升和補(bǔ)充。以下是我們整個(gè)系統(tǒng)的界面，通過(guò)三維可視化界面，實(shí)現(xiàn)了電艙的多物理場(chǎng)仿真，包括多維運(yùn)行信息的采集，以及未來(lái)的狀態(tài)預(yù)測(cè)。
以上是我的所有交流內(nèi)容，歡迎大家會(huì)后進(jìn)行交流。
【責(zé)任編輯:中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)新聞中心】