01、尷尬的新能源發(fā)電側(cè)強(qiáng)制配儲(chǔ)

近年來(lái)，光伏高速發(fā)展，2023年1-8月，光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量達(dá)到1.13億千瓦，同比增長(zhǎng)約1.5倍。這也是中國(guó)光伏年新增裝機(jī)首次超過(guò)1億千瓦。

然而，光伏發(fā)電由于高度依賴天氣而具有間歇性和不穩(wěn)定性。光伏發(fā)電系統(tǒng)利用太陽(yáng)能來(lái)產(chǎn)生電力，但太陽(yáng)光在到達(dá)地表之前可能會(huì)受到多種因素的影響，例如云層的遮擋。這些天氣變化會(huì)導(dǎo)致光伏系統(tǒng)的輸出功率出現(xiàn)顯著波動(dòng)。如何保障電力穩(wěn)定供應(yīng)并實(shí)現(xiàn)高水平光伏發(fā)電消納利用，成為關(guān)鍵難題。

在此背景下，儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量存儲(chǔ)和緩沖使得系統(tǒng)即使在負(fù)荷迅速波動(dòng)的情況下仍然能夠運(yùn)行在一個(gè)相對(duì)恒定的輸出水平，這極大提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，規(guī)避了光伏發(fā)電的劣勢(shì)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各地紛紛發(fā)布政策鼓勵(lì)發(fā)電側(cè)配置儲(chǔ)能，甚至不少地區(qū)要求強(qiáng)制配儲(chǔ)，導(dǎo)致多地普遍出現(xiàn)儲(chǔ)能“建而不用”的怪現(xiàn)象，造成巨大能源成本浪費(fèi)。

某資深業(yè)內(nèi)人士指出，目前儲(chǔ)能成本雖然在下降，但安全問(wèn)題仍然不容忽視，近年來(lái)已發(fā)生過(guò)多起儲(chǔ)能電站的起火事故，給全社會(huì)敲響了警鐘。除了儲(chǔ)能，還有沒有其他技術(shù)可以幫助光伏發(fā)電的高效利用呢？

02、新技術(shù)精確預(yù)測(cè)太陽(yáng)輻射，可大幅提升太陽(yáng)能利用率

近日，中科院大氣物理研究所與哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及國(guó)家衛(wèi)星氣象中心聯(lián)合合作，借助風(fēng)云四號(hào)A星（FY-4A）光譜成像儀的數(shù)據(jù)，通過(guò)采用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和光伏模型鏈，成功完成了中國(guó)地區(qū)光伏有效輻射資源的首次估算。為太陽(yáng)能資源評(píng)估提供了新的技術(shù)手段。

首先，我們需要了解一下獲取太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)的方法，目前有三種主要途徑可供選擇：地面氣象站點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)、再分析資料以及衛(wèi)星遙感反演資料。前兩種方法通常存在數(shù)據(jù)缺失和時(shí)空分辨率限制的問(wèn)題，目前業(yè)內(nèi)普遍采用是衛(wèi)星遙感技術(shù)：通過(guò)從人造衛(wèi)星、飛機(jī)或其他飛行器收集地球上的電磁輻射信息（包括紫外線、可見光和紅外光），以便更好地了解地球的環(huán)境和資源。

但是未經(jīng)處理的遙感資料是無(wú)法直接獲取太陽(yáng)輻射信息的，需要進(jìn)行二次處理。如果要獲得太陽(yáng)輻射信息，必須對(duì)原始的遙感資料進(jìn)行反演處理。針對(duì)衛(wèi)星遙感資料反演地面輻射的方法往往是采用經(jīng)驗(yàn)方法，即從大量的已知數(shù)據(jù)出發(fā)，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行預(yù)測(cè)。

要建立更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)模型進(jìn)行精確分析，往往需要大量的數(shù)據(jù)。如果這項(xiàng)工作交給人去做，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，又不一定十分準(zhǔn)確。因此，中科院引入了機(jī)器學(xué)習(xí)的概念。這本質(zhì)上是一種AI技術(shù)，它的目的就是想讓計(jì)算機(jī)像人類一樣學(xué)習(xí)和行動(dòng)。說(shuō)白就是把現(xiàn)有的知識(shí)給計(jì)算機(jī)讓他學(xué)，讓計(jì)算機(jī)建立起一定的知識(shí)體系，當(dāng)再次遇到類似問(wèn)題的時(shí)候，計(jì)算機(jī)會(huì)基于已經(jīng)建立知識(shí)體系給予一定的反饋。從這種程度上講，外界輸入的“知識(shí)量”越龐大，計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的就越好，未來(lái)給出的反饋就越好，用在預(yù)測(cè)上，其精度就越高。

因此，機(jī)器學(xué)習(xí)能很好的應(yīng)用在遙感的反演處理上。中科院研究團(tuán)隊(duì)提供了中國(guó)氣象局和中國(guó)科學(xué)院太陽(yáng)輻射觀測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)供計(jì)算機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)，如此龐大的數(shù)據(jù)如果讓人來(lái)處理，可太麻煩了，但是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可快速獲取相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，極大提高了效率，精度也更高。

中科院研究團(tuán)隊(duì)做的事情其實(shí)就是從新一代的氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)A星獲取遙感資料，融合了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，能夠更加精確地對(duì)太陽(yáng)輻射量進(jìn)行預(yù)測(cè)。最終研究團(tuán)隊(duì)獲得了4公里-15分鐘時(shí)空分辨率的中國(guó)光伏資源地圖，為光伏資源開發(fā)利用和規(guī)劃布局提供了全新的高精度依據(jù)，極大推動(dòng)了太陽(yáng)輻射的短臨預(yù)報(bào)技術(shù)（0小時(shí)到12小時(shí)的天氣預(yù)報(bào)）的發(fā)展。

有了這項(xiàng)技術(shù)的加持，各地區(qū)能夠更好地建立起適應(yīng)本地區(qū)氣候特點(diǎn)和電網(wǎng)特點(diǎn)的新能源發(fā)電功率、用電負(fù)荷、網(wǎng)供智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)，為本地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行決策、網(wǎng)源荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制以及電力電量計(jì)劃平衡等工作提供技術(shù)支撐。
來(lái)源：光伏薈