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領(lǐng)鵬
“錢是大風(fēng)刮來的”，這不是一句玩笑話。在風(fēng)電場，通過預(yù)測風(fēng)向、風(fēng)速推算出新能源場站未來的發(fā)電功率，堪稱新型電力系統(tǒng)的“天氣預(yù)報系統(tǒng)”，預(yù)測每精準(zhǔn)1%，帶來的就是數(shù)萬、數(shù)百萬的收益變化。
為了更精準(zhǔn)“摸清”風(fēng)的規(guī)律，?？低暬谟^瀾大模型體系，集成氣象大模型和時序大模型，推出大模型邊緣智能設(shè)備——風(fēng)功率預(yù)測一體機，實現(xiàn)氣象預(yù)測、功率預(yù)測，讓風(fēng)更可測，讓電更可控。
△風(fēng)功率預(yù)測一體機是一款面向風(fēng)電場站的邊緣智能設(shè)備，結(jié)合自研氣象大模型及多源氣象預(yù)報、風(fēng)機運行數(shù)據(jù)、場站實測氣象與地形地貌等數(shù)據(jù)，基于自研時序大模型技術(shù)，實現(xiàn)風(fēng)電場發(fā)電功率的精準(zhǔn)預(yù)測，提升發(fā)電企業(yè)利潤
在多地風(fēng)電場應(yīng)用以來，?？低曪L(fēng)功率預(yù)測一體機通過更精準(zhǔn)的預(yù)測，不僅助力風(fēng)電場合理排產(chǎn)、高效發(fā)電，還降低了電網(wǎng)對其管理、調(diào)度的考核費用(風(fēng)功率預(yù)測越精準(zhǔn)，所產(chǎn)生的考核費用越低)，相比原系統(tǒng)，預(yù)測偏差考核費用降低顯著。例如，在華東區(qū)域某300MW海上風(fēng)電場，功率預(yù)測偏差總考核費用年均降低超120萬元，降幅超15%；在華南區(qū)域某80MW高山山地風(fēng)電場，功率預(yù)測偏差總考核費用年均降低超80萬元，降幅超46%；在西北區(qū)域某200MW戈壁型風(fēng)電場，功率預(yù)測偏差總考核費用年均降低超30萬元，降幅超20%。
自研氣象大模型，實現(xiàn)公里級的氣象預(yù)報
都說“十里不同天”，即便在一個城市，不同區(qū)也會一邊晴天一邊大雨，風(fēng)向、風(fēng)速也存在很大差異。
那如何將大范圍(縣、市等各級)氣象預(yù)報，運用到占地可能僅幾平方公里的風(fēng)電場站？
海康威視風(fēng)功率預(yù)測一體機通過自研氣象大模型，提升氣象預(yù)報精度和準(zhǔn)確性，引入MoE技術(shù)(混合專家技術(shù))和微調(diào)技術(shù)，更全面地考慮各種因素，讓氣象大模型更適應(yīng)最新的氣象數(shù)據(jù)，從而提升風(fēng)向、風(fēng)速的長時預(yù)報精度。不同于常規(guī)氣象預(yù)報，主要為數(shù)十公里級的范圍預(yù)報，其精度范圍縮小至公里級。
△在地表10米風(fēng)( 東西方向)的24小時、10天長時預(yù)報上，?？低曌匝袣庀蟠竽Ｐ蛯Ρ葦?shù)值氣象預(yù)報(NWP)的預(yù)報誤差，分別降低22.7%、 22.8%
20余年視頻圖像處理技術(shù)，為精細(xì)化氣象預(yù)報提供支撐
得益于?？低曉谝曨l領(lǐng)域深厚的圖像編碼與還原AI技術(shù)積累，技術(shù)遷移實現(xiàn)氣象預(yù)報的時空降尺度，即通過技術(shù)把一張模糊的、范圍很大的天氣地圖變得清晰并且更細(xì)致，從而提供場站級的精細(xì)化氣象預(yù)報。
復(fù)雜地形下風(fēng)機，圖譜降低小氣候預(yù)報偏差
風(fēng)電場站所處的地形環(huán)境多樣且復(fù)雜，比如山地風(fēng)電場受山谷風(fēng)的局地環(huán)流影響，容易產(chǎn)生明顯的局地小氣候，難以預(yù)測真實風(fēng)速和風(fēng)向。同時，因地形復(fù)雜，不同海拔的風(fēng)機所吸收的風(fēng)能有差異，尾流影響無規(guī)律，最終導(dǎo)致發(fā)電量差異較大。
△大型風(fēng)機葉片產(chǎn)生的尾流效應(yīng)會引起后排風(fēng)機的風(fēng)能損失(圖片來源：國際新能源網(wǎng))
?？低曪L(fēng)功率預(yù)測一體機結(jié)合風(fēng)電場內(nèi)部地形特點及風(fēng)機空間位置關(guān)系，構(gòu)建出風(fēng)機功率相關(guān)性圖譜網(wǎng)絡(luò)，可以準(zhǔn)確分析風(fēng)機間關(guān)系及尾流影響，從而實現(xiàn)對風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)資源分布情況的有效分析與刻畫，降低由于復(fù)雜地形如山地、峽谷等造成的微氣象、小氣候帶來的氣象預(yù)報偏差。
△通過風(fēng)機功率相關(guān)性圖譜網(wǎng)絡(luò)劃分多個機群“小組”，找出平均值，提升整體功率預(yù)測準(zhǔn)確率
自研時序大模型，提升長周期預(yù)測精準(zhǔn)度
一般來說，風(fēng)功率預(yù)測需要次日至十日的中長期預(yù)測。傳統(tǒng)風(fēng)功率預(yù)測手段在應(yīng)對長時序預(yù)測時，會存在誤差累積、精度自衰減現(xiàn)象。
如何才能精準(zhǔn)預(yù)測未來？?？低曪L(fēng)功率預(yù)測一體機通過自研時序大模型，利用自注意力機制，自動調(diào)整模型參數(shù)，有效減少長周期預(yù)測的誤差累積，此外時序大模型突破了傳統(tǒng)時間序列預(yù)測中存在的有限記憶瓶頸、支撐學(xué)習(xí)超長周期發(fā)電走勢，使未來發(fā)電量的預(yù)測具備更高的置信度水平，讓15分鐘、4小時、次日、第十日后的風(fēng)功率預(yù)測都保持高準(zhǔn)確度。
△某風(fēng)電場功率預(yù)測曲線對比，藍(lán)色為風(fēng)場實際功率，黃色為海康預(yù)測功率，綠色為現(xiàn)有系統(tǒng)預(yù)測功率，可以看出藍(lán)色和黃色重疊度高
更精準(zhǔn)地預(yù)測每一縷風(fēng)，讓不確定的風(fēng)產(chǎn)出確定的綠電，助力新能源產(chǎn)業(yè)收益升級。海康威視將持續(xù)創(chuàng)新，讓新能源插上科技的翅膀，讓源源不斷的清潔能源送入千家萬戶。
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