基于大数据挖掘和人工智能的新能源电力交易策略系统

2030年碳达峰、2060年碳中和战略目标对电力市场建设提出了新要求,需要加快以市场化手段较低成本实现能源清洁低碳转型和高质量发展。

基于大数据挖掘和人工智能的新能源电力交易策略系统主要围绕“电力市场下新能源发电参与电力交易策略及决策系统研究”展开研究,主要是以帮助新能源发电企业扩大发电量销售和提高市场竞争能力为目标,以新能源精准的预测为基础、以市场预测和报价辅助决策为核心,在对大量生产、经营、市场交易数据信息进行有效组织和控制的基础上,利用先进的计算机技术、电力经济分析方法,以及决策分析模型,实现实时动态的成本分析,为公司及下属电站实现报价建议和申报方案分析、电量分配、收益评估等功能。最后通过精细化的系统及工具落地研究内容。

案例为适用于新能源场站的中长期交易、现货交易的辅助决策平台。基于大数据及人工智能将中长期气候预测方法、概率预测算法、气象订正技术等应用于新能源预测领域,以提高中长期维度的气候预测精度;在此基础上,基于模型融合技术对中长期发电量进行精准预测。除此之外,对现货及中长期电价基于深度学习算法进行模型构建及预测,在此基础上构建双层结构的联合博弈策略,实现交易策略支持。

一、实施背景

2030年碳达峰、2060年碳中和战略目标对电力市场建设提出了新要求,需要加快以市场化手段较低成本实现能源清洁低碳转型和高质量发展。

2015年《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》及其配套文件印发实施以来,我国电力市场建设稳步有序推进,电力商品属性得到进一步还原,初步形成多元竞争主体格局,市场在资源优化配置中作用明显增强。

2022年1月,国家能源局发改委发布的《加快建设全国统一电力市场体系指导意见》中明确:2025年初步建成全国统一电力市场体系,国家市场与省/区域市场协同运行,实现电力中长期交易、现货市场和辅助服务市场一体化设计、联合运营;2030年,全国统一电力市场体系基本建成,适应新型电力系统要求,新能源全面参与市场交易,国家市场与省/区域市场联合运行。

在以上政策的驱动下,电源侧市场化改革势不可挡,可再生能源占比持续上升,风电与光伏将会成为主要的电源品种,构建以新能源为主体的新型电力系统是未来电力系统发展的全新形态;若要通过统一电力市场体系来达到新能源的友好消纳及并网,中长期市场和现货市场将是未来主要的市场模式,因此,新能源预测准确性对电力系统影响至关重要,是新能源发展基础,直接决定交易收益。

公司结合新能源预测大数据优势及在人工智能领域的优势及经验,研发基于大数据及人工智能的新能源智慧交易辅助决策支持系统。

二、实施目标

项目紧密围绕“统一电力市场体系”的主导方针,在过往技术经验积累的基础上,组成“高、精、尖”技术团队,为电力交易智慧辅助决策平台及商业运营模式打造一站式解决方案。项目有望大力推动我国电力市场化交易相关领域的技术研发、生态完善和人才培养,解决我国新能源中长期预测、电力市场等领域中缺乏中长期预测精度、灵活交易策略等卡脖子问题,保障以新能源为主的电力系统安全稳定运行,促进以市场化手段消纳新能源,助力“碳达峰、碳中和”国家重大战略。

项目实施有望在中长期气象及资源预测精度、长周期电量预测精度、市场供需及价格预测精度、新能源参与交易策略等领域实现突破,为新能源参与交易奠定数据基础。鉴于我司的小空间、多时间尺度、点对点精细化预报数据,及RNN、LSTM、CNN等深度学习算法能够在较大波动性,及极端灾害天气情况下提供远高于行业均值的预测精度,本项目将进一步在中长期预测领域和电力交易领域深耕,做到精准预测、精准交易,从而减少新能源的随机性和波动性对收益的影响。

项目实施有助于推动新能源可并网、可消纳、可持续发展,建设以新能源为主体的新型电力系统,通过市场化手段促进新能源消纳,协助发电企业更好地参与市场化交易,全面助力国家碳达峰、碳中和战略落地。

三、建设内容

本项目建设一套基于大数据人工智能的电力交易智慧辅助决策平台。该平台依托大数据分析、云计算、云边协同、高精度预测、深度学习、双边博弈等技术,适用于新能源场站。该平台包含高精度发电量预测子系统、中长期交易子系统、现货交易子系统和数据分析子系统。

高精度发电量预测子系统借助数值模拟技术提供风力和辐射预报,时空插值高分辨率风、光资源空间分布,考虑未来气象资源变化的概率,将不同类型的气象转化为新能源发电预测,实现年度、月度和多日的发电量预测。

中长期交易子系统根据交易场景不同提供年度、月度、旬度和日滚动交易策略,包括全网新能源出力预测、中长期电价预测、典型出力曲线预测、中长期签约曲线推荐,辅助新能源场站签订合适的中长期合约,并提供中长期曲线分解依据。

现货交易子系统是中长期交易的补充,建立日前市场出清电价和实时市场电价预测模型、对手策略预测模型和报价决策模型,给出日前市场报量和报价策略,为新能源场站实现现货市场经济效益最大化。

数据分析子系统利用数据挖掘和大数据分析技术,对场站的历史运行数据和交易数据进行分析和复盘,挖掘场站电力交易行为存在的缺陷,进而修改策略,实现交易闭环。

四、实施效果

本项目将完成对基于大数据挖掘及人工智能的电力交易辅助决策支持平台的开发。平台可用于风电场、光伏电站及新能源集团公司,为电站、集团参与电力市场交易提供精准分析和最优报价建议。

通过在现场使用,以100兆瓦风电场为例,通过智能化的交易辅助系统,月度可提升收益5%左右。

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