2023年10月16日-19日，2023北京國際風能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“全球風電產(chǎn)業(yè)布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術(shù)發(fā)展前景”“國際風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

在17日下午召開的“碳視角下的新型電力系統(tǒng)”主題論壇上，天潤低碳設計研究院資深電力市場研究員楊萌發(fā)表了題為《精衛(wèi)填海：面向低碳的源網(wǎng)荷儲綜合能源規(guī)劃仿真平臺 》的主題演講。

天潤低碳設計研究院資深電力市場研究員楊萌

以下為發(fā)言全文：

大家好，今天非常高興能再見到大家，上次在這講綜合能源規(guī)劃的時候，我們平臺只是做了demo版，中間隔了兩年，重新和大家見面，這個平臺成長了兩年，可以說和風能展重新開幕是共同成長的過程，綜合能源剛才領(lǐng)導和專家們都說了，“雙碳”、各種能源系統(tǒng)，甚至我們希望風電具有一些同步機的能力或者讓它具備一些傳統(tǒng)電源調(diào)頻的能力，其實你說到底每一個能源，每一個設備都有自己的特性，它善于干什么，不善于干什么，最直接的方式是把他們結(jié)合起來，所以去年咱們在這兒講的時候，我做了一個魔方，把經(jīng)濟性、環(huán)保性、靈活性放在魔方里告訴大家可以拼在一起，現(xiàn)在大家都是老朋友了，我們就直接講內(nèi)容。

首先說到綜合能源規(guī)劃痛點，綜合能源和仿真這個事我在金風從三年前開始做，到現(xiàn)在也是發(fā)現(xiàn)了一些痛點，我們把它總結(jié)為四個方面，12個度，具體工作碰到一些難題和大家分享一下。首先綜合能源這個題目現(xiàn)在做源網(wǎng)荷儲一體化，這些東西都是要為客戶提供一些綜合能源的方案，提供方案的時候我們這邊作為設計院單位，經(jīng)常會遇到不管是前端的研發(fā)人員、開發(fā)人員或者是客戶需要我們比較快的報備一些具有合理性、比較科學的方案，這種方案如果我們做過實際的項目，就會發(fā)現(xiàn)這個東西綜合能源的項目、微網(wǎng)的項目要落地，往往有點像抽盲盒，我們開始的時候想的非常好，風光儲加在一塊能配的很好，或者配儲配一定比例，這個系統(tǒng)運行就沒問題，實際項目落地的時候就會發(fā)現(xiàn)有非常多當時沒想到的問題，我們認為其中一個卡點就是當時沒有做非常多的量化計算，我們更多是定性的去說儲能能夠補一些風的波動，能夠調(diào)節(jié)光，但是到底配多少，我們這個風光儲應該怎么配，如果我們再加上一些制氫和儲氫的設備，再加上熱負荷又應該是怎樣的組合，所以我們這個系統(tǒng)整個內(nèi)核就是做這個事，怎么把并網(wǎng)友好型，系統(tǒng)運行經(jīng)濟性、環(huán)保性和整個規(guī)劃設備之間的協(xié)調(diào)性，都集成在這個系統(tǒng)核心的底層模型中，去把它算出來，推薦一個這樣的風、光、儲，再配一點制氫，再配一點電發(fā)熱的裝置、儲熱裝置，幾種能源混在一起，它們之間是怎么流動的，之間的轉(zhuǎn)換效率是什么。

我們做過更復雜一點的場景，就是風電、光電來制氫，制出來的氫再用另外的電分離空氣中的氮，氫和氮再制成氨，用這個流程來做，這樣就涉及到幾條總線，一個電的總線，一個氫的總線，一個氮氣的總線，最后是氨的總線，相當于每個總線之間就會有一個關(guān)聯(lián)關(guān)系，甚至說會有三變一或者一變多的耦合的關(guān)系，所以我們要在這個系統(tǒng)中把它體現(xiàn)出來，從而能夠把我們這些面臨非常多的不確定場景、非常多的要求、設備、電網(wǎng)的限制和一些政策變化的限制，我們掌握可靠性的數(shù)據(jù)也少，確定性信息也少，應對的手段也少，我們作為企業(yè)，特別是我們作為制造業(yè)，對電網(wǎng)整個的把控能拿到的數(shù)據(jù)也是很有限的，當然我們的項目方，自己內(nèi)部的同事要的也很急，所以我們從四個方面去著手來實現(xiàn)對這個業(yè)務的支撐，一方面是我們積累數(shù)據(jù)，因為大家都知道金風作為風機制造商，也作為很大的風電運營商有很多自己的氣象和運營數(shù)據(jù)。

我們是起于風但不止于風，所以做了很多綜合能源的嘗試，包括中國第一個商業(yè)化微網(wǎng)，中國第一個商業(yè)化的制氫廠，這個都是我們很多年前也投了很多錢在做，就積累了一些歷史數(shù)據(jù)，比如氣象數(shù)據(jù)，包括每一個新的項目也要把它放在這個庫里。

第二是生成一些快捷的工具，供客戶和前端人員去使用，這個都比較好理解，后面就是模型的配置，因為我們說綜合能源的規(guī)劃和仿真，這個東西其實沒有一個確定的東西，它現(xiàn)在還是一個發(fā)展中的業(yè)務，一個發(fā)展中的業(yè)務我們?nèi)绾斡脭?shù)字化的手段把它定型了，這個相當于把業(yè)務做死了，所以我們這個平臺更多是去做一些工具層面的東西，然后再基于我們的工具，像搭積木一樣再搭出一些前端應用來，形成快速轉(zhuǎn)彎，形成對新的場景的快速支持。第四個不斷豐富場景，現(xiàn)在主要拓展的場景是一些綠色冶煉、綠色礦場和綠色甲醇、綠色氫氣這方面工藝流程相對固定的用電設備，先把這方面做通，再往旁邊去延伸，這是主要的思路。

第二這個平臺的核心功能，簡單說就是從一個坐標開始，逐漸延伸，成為一個完整的故事，而這個故事是帶數(shù)的，它是一個全息的，并不是定性的故事，怎么理解呢，首先我們這個系統(tǒng)的建設理念往未來看不是對現(xiàn)在的系統(tǒng)做一個仿真，看現(xiàn)在的系統(tǒng)運行合理不合理，當然我們更多看未來以后每年有大風年小風年運行怎么樣，儲能如果運行了5年，循環(huán)次數(shù)到了，重置對我們成本有什么影響，光伏面板的衰減率對整個項目有什么影響，這都要做到仿真模型里，第二持續(xù)通過項目經(jīng)驗積累，第三個不停的擴充。

可以看到這幾個動圖，第一個動圖是去選一個坐標，直接輸入一個地名，比如有一個前端開發(fā)人員不是很懂電力系統(tǒng)，但是他和客戶聯(lián)系比較近，客戶說我需要在這建一個源網(wǎng)荷儲的系統(tǒng)，給我搞綠色農(nóng)業(yè)，他就先圈出一片地方來，這個地方對應坐標我們后臺就拿到了，拿到之后根據(jù)我們的風光數(shù)據(jù)庫的積累，可以把一些典型年的分時到小時到分鐘的風光出力拿到，這樣我們就可以模擬出來，如果是在未來的某一年它是每個小時8560甚至5260點，聯(lián)系起來風光出力怎么變化，這個變化之下儲能什么時候充什么時候放，效率是最高的，在最理想情況下認為我們預知的未來得到最理想的情況，最理想的情況下你的風光儲的配置如果是這樣的話，你運行出來是什么樣子，給你輸出一個你的能流圖，輸出你的分光的滲透率、利用率、棄風棄光、減碳這些都出來了，因為這些數(shù)據(jù)是關(guān)聯(lián)的，我們也可以對更復雜的場景進行模型的拖放，把風、光、氫、熱各個母線連接起來，母線之間也有效率的轉(zhuǎn)換以及上下游的關(guān)系，最終可以形成能流圖是時序的圖，從而形成整個項目經(jīng)濟評價和預可研的報表。

報表有兩種方式，一個是做可替換的模板，把一些關(guān)鍵字標上號，再和前面計算的數(shù)字進行關(guān)聯(lián)，每個關(guān)鍵字關(guān)聯(lián)前面的結(jié)果，一點相當于把關(guān)鍵字段替換掉形成大概的報告，同時因為整個計算過程中也會形成非常多的圖，用第二種方式可以把每個圖和生成的數(shù)據(jù)，讓它去指定在某個章節(jié)出現(xiàn)，相當于我不是用一個固定模板，是用一個豎狀結(jié)構(gòu)組織前面生成的結(jié)果，再由使用人員自己補充一些文字，也能快速的出一些報告，這是核心功能，其實就是從一個坐標開始找到一個地方，做一個什么事，這個事怎么做交給我們。

第三就是這個平臺整體的情況，這個是我們平臺登進去基本的界面，最核心的功能就是左上角綜合能源仿真功能，后邊都是一些附帶的，根據(jù)前面的結(jié)果做一些消納分析，做碳計算、做碳價格的追蹤以及我們剛剛提到的經(jīng)濟模板這幾個功能，它的東西首先單母線建模就是只關(guān)心電不關(guān)心別的，風光儲只關(guān)心容量，它們的連接關(guān)系都連接到單母線上，沒有必要再通過拖放的方式去做，我們就有一個線導，讓大家一步一步去做，首先問這個電網(wǎng)有什么約束，上下網(wǎng)通道有多大的容量，電網(wǎng)對這個系統(tǒng)有沒有上網(wǎng)電量、下網(wǎng)電量的限制，或者說上網(wǎng)+下網(wǎng)絕對值之和或者說上網(wǎng)減下網(wǎng)的絕對值、凈交換值，到底是什么要求，我們做了很靈活的線導，對于風電、光伏、儲能也是，你可以指定由它可以擴容，擴容的意思由平臺來決定最優(yōu)的容量是多少，也可以說這個地光伏最多就能布一百塊板子，你就給設個上限或者指定一個容量，把擴容的鉤去掉，這光伏就不動了，風電配多少自動算，再把可以擴容的鉤打上就行了。

金風有自己的風資源工程師，比如他看到這臺高了，比如他給的兩千，我們工程師認為實際就是一千八，我們也可以在這個線導里通過折減系數(shù)的方式把利用小時數(shù)調(diào)下來，這是線導式的，就是比較簡單，針對場景相對單一，但是它的好處是能快速出一個結(jié)果，上手比較容易。因為我們現(xiàn)在很多項目并不是說只要能做出來一個方案就行了，更多的時候是企業(yè)關(guān)心的是收益率，關(guān)心的是總投，我們在整個線導開始之前，有一套默認的，每一種設備成本，每一種設備的置換周期、使用壽命，置換的成本是多少，因為我們最后要計算的是一個線性模型或者混合模型，所以我們用LR直接代進去可能會有問題，我們就把它又變成了一個年化的概念，近似去結(jié)算LR，通過這個來實現(xiàn)。多母線我們剛才也提到了，就是通過這種母線的鏈接，把冷熱電氣氫多個母線之間的關(guān)系體現(xiàn)出來，土地圖形的縮放來體現(xiàn)，這樣除了建模過程和前面不一樣，其他地方都差不多，只是我們有更多參數(shù)的選擇和更靈活的拓撲的設置。

多時間顆粒度這個也是我們后來這段時間加上的，因為一開始我們認為就是8560去跑就行了，但是我們會遇到一些項目，這些項目它會要求你算我的20年的運營情況，20年我如果8560乘以20，這個維度就變得非常高，可能會使計算比較慢，甚至說有的時候會造成一些無解的情況，所以我們對于這種長周期二三十年的情況，我們會把這個時間顆粒度放大，比如說我們?yōu)榱说玫揭粋€適應20年的方案的容量規(guī)劃，我們把這個時間顆粒度放到4個小時，讓它逐年去跑，這樣跑下來得到一個結(jié)果，我們再想看到某一年或者說一個礦質(zhì)爐5分鐘一個周期或者10分鐘一個周期去進行一些工藝，我們再把這個時間顆粒度縮小，5分鐘的時間顆粒度跑24小時，跑幾個典型日，甚至跑一年也能跑出來，這個時候把粗的和細的進行結(jié)合。多模態(tài)的應用可以用這個平臺去產(chǎn)生一個完整的方案，從選坐標開始到最后，也可以從中間開始，比如說我們知道了一些風光出力的預測，從中間開始，并不一定完全按照線導來，所以這個應用是比較靈活的，可以挑出幾個來，或者是從中間開始，可以插隊，也可以倒著來。

我們這個平臺其實是網(wǎng)頁端的，服務器在后面，但是使用者用的是網(wǎng)頁端，現(xiàn)在不管是PAD還是拿的其他移動設備都可以看，所以這比較好的就是給客戶交流的時候，隨時可以拿出手機來給他看，你這個項目，我如果建成這個樣子，你每個小時的風光，哪些是發(fā)出來的，哪些是棄掉的，棄掉的時候儲能已經(jīng)充滿了，因為我們儲能遇到最大問題是容量是有限的，如果連續(xù)大風天或者連續(xù)有光照的時候充滿了也充不上去了，這個情況通過SOC的曲線大家能很容易理解，如果客戶看不到這些線，你光說他覺得你在忽悠他，這是我們實際交流中遇到的問題，我們也可以支持一些像微信上的案例分享，直接把我們的結(jié)果做成一個只讀的文件，通過鏈接的方式通過郵件發(fā)給客戶，讓客戶自己看，通過曲線的縮放看到這個曲線是這樣的，所以我們用圖像講故事，用數(shù)字講故事，而不是純粹的空對空的給他講用我的東西好，我們告訴他怎樣好，怎樣更好。

所以剛才我們說整個系統(tǒng)是為了干什么，為了讓它更快適應新的業(yè)務場景，所以我們是通過模型的方式，通過底層模型、底層數(shù)據(jù)的積累以及我們建立了一個工具層，就是這個工具層，權(quán)限配置、算法庫、模型庫、接口、典型的邏輯，甚至我們一些不同項目的對比的維度放在這里面，這里面就是一個工具庫，用工具庫搭上面兩層，一個搭后臺計算，到底目標函數(shù)是經(jīng)濟性最優(yōu)，還是可再生能源消納力最高，還是說我們構(gòu)建費用最小，還是IRR最大，這個我們可以配置。界面其實就是給業(yè)務人員使用的界面，這個現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)的是準備數(shù)據(jù)、運行、精評、場景的生成、報告的生成這些東西，通過整個一套東西能夠?qū)崿F(xiàn)對經(jīng)驗的積累和未來場景的假想以及對上層應用快速的支撐。

最后，平臺經(jīng)過兩年的發(fā)展得到了一些成果，一方面是拿到軟著，最近是得到了一個科技成果的鑒定，一些功能已經(jīng)達到了國際的先進水平，我們也是在整個開發(fā)過程中反復和一些先進的系統(tǒng)進行對比，我們的好處是站在一個市場中，游泳者的角色，我們遇到的實際場景是什么，實際需求是什么，還有自己掌握的數(shù)據(jù)和客戶給我們直接提出的訴求，所以我們認為更多是從使用的角度去考慮怎么把這個東西做的更好，我們沒有站在頂層設計或者是學術(shù)的高度去做這個事情，但是我們在這個過程中發(fā)了一些論文，申請了一些專利，得到了成果的鑒定。

今天就介紹到這兒，謝謝大家。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）