在17日下午召開的“碳視角下的新型電力系統”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表了題為《精衛填海：面向低碳的源網荷儲綜合能源規劃仿真平臺 》的主題演講。

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。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內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“構筑全球穩定供應鏈 共建能源轉型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“全球風電產業布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術發展前景”“國際風電市場發展動態及投資機會”“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”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表了題為《精衛填海：面向低碳的源網荷儲綜合能源規劃仿真平臺 》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，綜合能源剛才領導和專家們都說了，“雙碳”、各種能源系統，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電源調頻的能力，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，把經濟性、環保性、靈活性放在魔方里告訴大家可以拼在一起，現在大家都是老朋友了，我們就直接講內容。

首先說到綜合能源規劃痛點，綜合能源和仿真這個事我在金風從三年前開始做，到現在也是發現了一些痛點，我們把它總結為四個方面，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在做源網荷儲一體化，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，經常會遇到不管是前端的研發人員、開發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，就會發現這個東西綜合能源的項目、微網的項目要落地，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，這個系統運行就沒問題，實際項目落地的時候就會發現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，能夠調節光，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，所以我們這個系統整個內核就是做這個事，怎么把并網友好型，系統運行經濟性、環保性和整個規劃設備之間的協調性，都集成在這個系統核心的底層模型中，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聯關系，甚至說會有三變一或者一變多的耦合的關系，所以我們要在這個系統中把它體現出來，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、電網的限制和一些政策變化的限制，我們掌握可靠性的數據也少，確定性信息也少，應對的手段也少，我們作為企業，特別是我們作為制造業，對電網整個的把控能拿到的數據也是很有限的，當然我們的項目方，自己內部的同事要的也很急，所以我們從四個方面去著手來實現對這個業務的支撐，一方面是我們積累數據，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據。

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化微網，中國第一個商業化的制氫廠，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據，比如氣象數據，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劃和仿真，這個東西其實沒有一個確定的東西，它現在還是一個發展中的業務，一個發展中的業務我們如何用數字化的手段把它定型了，這個相當于把業務做死了，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，形成快速轉彎，形成對新的場景的快速支持。第四個不斷豐富場景，現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，首先我們這個系統的建設理念往未來看不是對現在的系統做一個仿真，看現在的系統運行合理不合理，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，循環次數到了，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，第二持續通過項目經驗積累，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人員不是很懂電力系統，但是他和客戶聯系比較近，客戶說我需要在這建一個源網荷儲的系統，給我搞綠色農業，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，拿到之后根據我們的風光數據庫的積累，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，因為這些數據是關聯的，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換以及上下游的關系，最終可以形成能流圖是時序的圖，從而形成整個項目經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，把一些關鍵字標上號，再和前面計算的數字進行關聯，每個關鍵字關聯前面的結果，一點相當于把關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據，讓它去指定在某個章節出現，相當于我不是用一個固定模板，是用一個豎狀結構組織前面生成的結果，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，根據前面的結果做一些消納分析，做碳計算、做碳價格的追蹤以及我們剛剛提到的經濟模板這幾個功能，它的東西首先單母線建模就是只關心電不關心別的，風光儲只關心容量，它們的連接關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，首先問這個電網有什么約束，上下網通道有多大的容量，電網對這個系統有沒有上網電量、下網電量的限制，或者說上網+下網絕對值之和或者說上網減下網的絕對值、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的方式把利用小時數調下來，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果，上手比較容易。因為我們現在很多項目并不是說只要能做出來一個方案就行了，更多的時候是企業關心的是收益率，關心的是總投，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，近似去結算LR，通過這個來實現。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系體現出來，土地圖形的縮放來體現，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，比如說我們為了得到一個適應20年的方案的容量規劃，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果，我們再想看到某一年或者說一個礦質爐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合。多模態的應用可以用這個平臺去產生一個完整的方案，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頁端的，服務器在后面，但是使用者用的是網頁端，現在不管是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，哪些是發出來的，哪些是棄掉的，棄掉的時候儲能已經充滿了，因為我們儲能遇到最大問題是容量是有限的，如果連續大風天或者連續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，直接把我們的結果做成一個只讀的文件，通過鏈接的方式通過郵件發給客戶，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是為了干什么，為了讓它更快適應新的業務場景，所以我們是通過模型的方式，通過底層模型、底層數據的積累以及我們建立了一個工具層，就是這個工具層，權限配置、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，到底目標函數是經濟性最優，還是可再生能源消納力最高，還是說我們構建費用最小，還是IRR最大，這個我們可以配置。界面其實就是給業務人員使用的界面，這個現在已經開發的是準備數據、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實現對經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，平臺經過兩年的發展得到了一些成果，一方面是拿到軟著，最近是得到了一個科技成果的鑒定，一些功能已經達到了國際的先進水平，我們也是在整個開發過程中反復和一些先進的系統進行對比，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，還有自己掌握的數據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的高度去做這個事情，但是我們在這個過程中發了一些論文，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。

（根據演講速記整理，未經演講人審核）