大数据时代的新型电力供需预测方法探究

发表时间:2021/4/7   来源:《中国电业》2020年33期   作者:郑伟平
[导读] 随着电力需求长时期快速增长,电力供需矛盾也不断加剧。面对多变波动的电力供需市场,
        郑伟平
        内蒙古电力(集团)有限责任公司锡林郭勒电业局苏尼特左旗供电分局   内蒙古 锡林郭勒 011300
        摘要:随着电力需求长时期快速增长,电力供需矛盾也不断加剧。面对多变波动的电力供需市场,传统的预测方法已经很难较为精准地预测未来,需要引入新的预测方法,特别是在互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能与实体经济深度融合的时代背景下,更应借助大数据强大的智能预测功能做好电力供需预测工作,通过万物互联提取海量的电力供需信息,去伪存真,汇总至云端,经大数据加工、集成、分析,开发出更具价值、更加精准的电力供需预测数据,以满足电力行业发展的需要。
        关键词:大数据时代;新型;电力供需预测方法
        1能源系统供需预测概述
        2016年,国家发改委实施电力需求侧管理,主要原因是新能源发展,造成了电网和负荷之间的波动性,为了更多地吸收新能源发电,有必要通过需求侧响应来解决这个问题。过去,发电供给侧、用电侧和能源侧各为独立的单元在运作,它们之间互不相连,而是靠上下游关系进行连接。但是随着风能、太阳能的发展,这种关系发生了变化。因为煤炭可以找到供应链上游,但是风能和太阳能却没有直接上游供应链。未来,可再生能源包括储能等的发展,不再是需求侧响应关系,而应该是供需耦合关系。随着分布式、微网的发展,能源侧和电力需求侧之间直接建立了重合关系;电力供给侧和电力需求侧之间,也在通过储能重合。未来,这三者之间重合度会越来越高,而这三者重合之间的中间部分就是综合能源系统。经过5年的发展,虽然综合能源系统在全国扩展的速度正在加快,但随着党和政府对生态环境保护力度的加大,人民环保意识的加强,以及经济发展带来的能源缺口的加大,区域综合能源的缺口还会随着加大。因此,大力发展综合能源系统,提高区域综合能源系统优化运行技术是当前研究的一个主要方向。
        2大数据时代的新型电力供需预测方法
        互联网大数据平台为电力供需预测方法赋予了新的内涵和活力,其预测结果具有精准性、全面性、实时性等优势,在泛在电力物联网系统中更能体现其预测的数据价值。例如,随着电力体制改革的深入,风、光电等新能源高密度大规模地并入电网,不确定电力扰动增加,对不确定性、随机性很高的风、光电出力进行预测显得愈加重要。通过导入卫星云图和太阳辐射分布数据,采用更先进的模拟算法,得到相对精准的风、光电力负荷预测结果,正向引导物联网中特定电力消耗负荷,最大限度地吸纳风、光电不确定性的随机电力。泛在电力物联网背景下的新型电力负荷预测具有很大的发展潜力和价值。随着泛在电力物联网的建设逐渐深入,各类主动负荷将不断涌现。大数据平台下的电力供需预测结果,直接实时地引导主动负荷的电力消费,有效平抑电力峰谷差,为电力需求侧管理(DSM)开辟了新的管理途径和手段。云计算数据将是巨大的财富和资产,其价值可能远超过其对应的实体资产。云计算数据的预测分析结果,作为一种新的生产要素,直接运用到电力系统各类经营生产活动中。数字经济是充满活力、代表未来的新经济,站在网络空间利益共同体的高度,各级政府、企业、社会组织和个体利益主体都要以开放包容的态度,深化合作,优势互补,共同打造泛在能源物联网系统,让更多的群体共享大数据服务的成果,共享智能互联释放出来的大数据红利。


        3大数据时代的新型电力供需预测方法的应用
        3.1基于供需多方互动、引入虚拟投机商的容量市场交易模式设计
        (1)若用户计划购买的总容量低于实际容量需求,容量市场价格一般偏低,虚拟投标商可在市场中做多,即作为虚拟用户,以低价购买容量,在后续的容量市场交易中,再将购买的容量以更高的价格转让给需要补充容量的用户实现平仓,从中获取价差收益,以做多的套利行为引导容量供给,弥补实体市场主体对系统容量预测的不足。(2)若用户计划购买的总容量高于实际容量需求,容量市场价格一般偏高,虚拟投标商可在市场中做空,即作为虚拟发电商,以较高的价格售出容量,在后续的容量交易中再以低价买入原预测偏高市场主体转让的容量或用户的需求响应能力实现平仓,从中赚取价差收益。这种做空的套利行为降低了容量投资的冲动。在信息充分公开的前提下,该模式给予发电商和用户不断修正自身预测和虚拟投机商不断试探分析市场供需偏差的机会。电力用户、容量供应商和虚拟投机商开展持续交易,最后实现由市场主体自发形成的容量需求与容量供给的合理均衡。市场发展到一定阶段,不但能够聚集资源,而且能够汇聚全社会的智慧矫正长期供需偏差,以预测精准的智者获利、预测偏差的输者赔钱的方式激励更多的虚拟投资者加入,在可获利的同时,也承担了市场风险产生的成本。
        3.2协调发展,提高电力资源配置效率
        一是统筹源网荷储发展。推进建设发展分布式与集中式的清洁能源供能方式,充分发挥电力在能源转型中的中心作用和电网的枢纽作用,聚焦用户需求,通过智能化电力设备及调节手段实现源、网、荷、储的整体优化,进一步提高能源资源的配置能力。二是提高电力系统调节能力,破解风电、光伏等新能源大规模并网及电力输送问题,保障新能源消纳。通过建立完善配套政策和市场机制,提高企业积极性,推动气电、抽蓄等系统灵活性调节电源建设,同时,要加快完成“十三五”煤电灵活性改造目标,推动煤电企业转型升级。
        3.3政策引导,促进电力高效利用
        一是进一步推进电能替代。在需求侧领域合理实施电能替代,不断创新替代方式和内容,进一步扩大电能替代范围和实施规模,扩大电力消费市场,促进大气污染治理。二是加强电力需求侧管理,探索实施需求响应和精益化的有序用电;进一步完善峰谷分时电价机制,以及居民阶梯电价等相关政策,不断提高电力占终端能源消费比重,全力推进电气化进程。三是加大转供电环节的清理整顿,在降低企业用电成本以提升企业经营效益、提振实体经济的政策环境下,引导和帮助电力用户用好政策红利,提升用电效率。
        3.4促进跨区跨省市场与省级市场的逐步融合
        一是按照客观规律促进市场自然融合。受技术、管理等因素制约,两个市场的融合绝非一蹴而就。一种可行的方案是:根据交流同步电网的运行特点,率先实现区域内的市场融合,即跨省市场与省级市场先实现紧耦合、再实现融合,在此阶段,直流跨区市场则暂保持联合运营状态;或是随着信息通信和计算技术发展,推进区域-区域之间跨区市场由联合运作向统一运作过渡。二是根据资源优化配置空间形成市场范围。以资源优化配置空间进行市场融合,而不是简单以行政区划形成市场交易区。按照习近平总书记《推动形成优势互补高质量发展的区域经济布局》的讲话精神,结合能源转型、清洁低碳发展等国家战略,统筹区域经济社会发展、电力资源配置需求形成市场交易区。在跨区市场融合时,可以率先实现新能源高占比的西北电网与清洁水电高占比的西南电网统一市场。三是以信息披露促进电力市场融合。以提升电力市场相关信息披露的协同性、准确性、完整性和一致性为措施,推进调度机构、交易机构协同运作,实现电力市场运营治理体系和治理能力现代化。披露内容至少涵盖市场供需、价格水平、输电通道可用输送能力(ATC)等。
        4结束语
        互联网大数据平台的应用,为我们更精准地预测未来打开一扇窗,创造性地开发电力供需预测的新办法、新手段。新的电力供需预测方法和结果具有网络数字时代的特征,实时、精准、更具活力和使用价值。
参考文献
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[2]杨杰,霍志红,何永生,等.基于小波与最小资源分配网络的超短期风电功率预测研究[J].电力系统保护与控制,2018,46(9):62-68.
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