智算新能源 逐“绿”追“风” ——AI大模型技术实现新能源气象功率精准预测

截至2024年6月底，我国新能源发电装机规模首次超过煤电，标志着我国在新能源发电领域取得了历史性突破。然而新能源发电存在随机性、波动性和间歇性特点，给电网安全稳定运行带来新的挑战。

对此，能源监管单位对新能源电站功率预测的考核从无到有，日趋严格。面对行业对快速高精度预测需求的普遍呼吁，中国华电党组立足实际，提出加强人工智能创新联合体建设，研发具有华电特色的电力领域场景模型，落地推广典型智能应用，打造华电特色“人工智能+”应用创新体系的部署要求。

在“华为全联接大会2024”期间，中国华电、玖天气象、华为等企业共同发布“基于AI大模型技术新能源气象功率预测解决方案”。

▲中国华电联合华为、玖天气象发布

“基于AI大模型技术新能源气象功率预测解决方案”

大会上中国华电数字化中心负责同志作主题演讲，表示中国华电积极响应落实国务院国资委“AI赋能 产业焕新”专题会议精神，将打造具有华电特色的“1+6+7+9+N”的“人工智能+”创新应用体系，全面覆盖沙戈荒大基地、水风光一体化等特色场景以及新能源、水电、火电、煤炭等重点领域，推进产业链上下游联动，实现资源共享、跨界融合和联合创新。

▲中国华电数字化中心负责人发表主题演讲

绿电有羁绊

智算方案呼之欲出

当前新能源进入快速发展阶段。然而新能源发电“晚峰无光”、“极寒无光”、“高温无风”影响着发电质量，给电网调度带来挑战。

面对这种情况，电网侧首先出招，逐年提高新能源并网的考核标准。以江苏省为例，2022年地方能源监管单位发布的《华东区域电力辅助服务管理实施细则（模拟运行稿）》和《华东区域电力并网运行管理实施细则（模拟运行稿）》对新能源功率预测有了更高的要求，对超短期、中短期预测进行考核，要求电站定期上报发电功率预测数据，预测不准的电站将被考核。

预测更准，绿电更“稳”，一套高精度气象功率预测的“智算”方案千呼万唤始出来。在中国华电统筹下，华为联合玖天气象共同推出基于AI大模型技术的新能源气象功率预测解决方案，并在华电江苏公司风光试点场站落地验证。

AI强出击

挖掘过去预测未来

江苏是东部沿海新能源大省，随着近年来风电和光伏装机的快速增长，如何提升气象功率预测准确性，减少江苏省两个细则的考核，是摆在华电江苏公司在内的每一个新能源企业面前需要破解的难题。

传统的数值天气预报对风速和辐照度变化进行预测，这种基于大气流动力学的模型复杂，近十几年没有新突破，完成一次预测需6小时至10小时，用时长且时效性较差。

中国华电与华为合作，依照新能源发电企业业务层级特点，启动开展了“集团气象大模型—区域微观气象引擎—场站边缘功率预测业务系统”云边协同三层架构新能源气象功率预测解决方案的试点验证。

强大的解决方案离不开高质量数据源和强大算力的支撑。玖天气象作为能源电力领域专业气象服务商，可提供中国区域高精度、细颗粒度气象数据集，支撑大模型通过海量数据挖掘潜在气象变化规律。

智算“双效益”

AI实践一路生花

中国华电积极引入AI大模型技术，在华电江苏新能源试点场站，超短期15分钟预测准确度97.24%，4小时预测91.72%，中短期24小时内预测整体达到90%以上，预测效率大幅提升。

与此同时，它还能帮助发电企业算好经济账。根据试点验证数据测算，通过对新能源功率预测实现“智算”，可将华电江苏试点场站2024年上半年考核费用分别减少27%和15%左右，降低电站运营成本。这是气象大模型技术与中国华电业务应用场景的深度结合，也将是气象大模型在新能源功率预测领域规模化应用的开端。

当然，方案的其它业务价值也不容小觑：一是设备维护和检修更合理，选择无风和低光照时间段对设备进行维修,从而减少发电量损失；二是支撑电力交易报价更精准，通过精准功率预测了解市场内发电能力的变化，优化交易策略，实现收益最大化；三是支撑电网调控更精准，减少储备电源，方案配合电网的调度系统应用，提高电网消纳风电和光伏电力的能力。

实现“双碳”，能源数智化转型是关键。AI大模型技术深度融入功率预测场景，将进一步激发电力行业创新活力，深度赋能发展，加速形成新质生产力，引领新能源行业向更高效、更安全、更可持续的方向发展，更好保障我国能源安全、提升能效，实现高质量发展。