風/光資源具有較強的時空關聯性。風/光功率預測精度的提升依賴于對可用氣象信息的充分挖掘，依據單一時刻、單一地點數值天氣預報數據的傳統風/光功率預測技術，忽略了氣象變化的時空關聯特性，未能實現對可用氣象信息的充分利用。對于不同時間、空間尺度上的風/光功率預測問題，需借助先進的智能化學習手段，充分利用與預測對象相關聯的數值天氣預報大數據，在時間與空間維度上擴展模型可用的氣象數據，建立氣象—功率的高維映射模型，提升風/光功率預測的精度。亟待開展基于數值天氣預報大數據時空關聯性的多尺度風/光功率預測的關鍵技術研究。

風/光預測的不確定性增加了電網運行的風險和風/光消納的難度。如何在調度的不同層級、不同階段考慮可再生能源出力的不確定性，并有效管控風險，以確保電力系統能夠安全經濟的消納可再生能源，需要對各個調度環節進行調整，而足夠精確的預測和對風險的可知可控方可保證調度機構敢用這個結果，目前亟待突破考慮預測不確定性的風/光發電跨區多級優化調度與風險防控技術，提高系統運行水平和抗風險能力，促進可再生能源消納。基于預測結果及其概率分布特征，研究隨機優化調度技術及運行風險量化評估方法，支撐多層級調度決策，實現風險防控，促進風/光消納。亟待開展考慮風/光預測不確定性的多級優化調度與風險防控的關鍵技術研究。

項目圍繞上述科學問題和關鍵技術，開展多時空尺度功率預測和調度技術研究，項目預期將突破風電/光伏中長期(年/月)電量預測、短期(0—6天)和超短期(0—4小時)功率預測技術，提出考慮預測不確定性的調度決策和風險防控方法;研發覆蓋全國的中長/短/超短期一體化預測系統、風險調度與緊急控制決策系統，并在國網、南網、蒙西電網等9個調度機構建立示范工程。

項目從基礎理論研究、核心系統研發到典型應用示范全方位布局，將產出一系列具有自主知識產權的國際先進水平的重大成果，探索出一條適合我國資源稟賦和電力系統特點的風電光伏預測以及調度技術，實現電力系統運行靈活性和可再生能源消納能力的有效提升，推動智能電網技術創新，支撐能源結構清潔化轉型和能源消費革命。項目具有廣闊的市場前景和巨大的經濟、社會、生態效益。項目成果將顯著提升我國新能源功率預測精度及應用水平，提升我國大規模可再生能源并網消納水平，促進我國新能源健康發展。

構建電網智能全景系統 實現大電網安全運行的實時分析和精準控制

——互聯大電網高性能分析和態勢感知技術

我國已形成世界上規模最大的交直流互聯電網，電力電子設備和新能源大量接入，導致電網動態特性復雜、安全穩定風險增加，客觀上對在線安全穩定分析提出了更高要求，包括更加準確的狀態感知、更加高效的仿真手段和更加智能的分析評估。

目前電網面臨的三大挑戰

目前基礎模型數據匹配性不足、無法在線進行電力電子特性分析以及單純仿真模式難以滿足電網風險實時掌控的時效性要求。這給當前在線分析技術帶來了新的三大挑戰：

1.新能源波動和負荷特性變化使得電網運行狀態和設備模型參數呈現明顯時變特征，當前在線分析沿用傳統狀態估計方法和離線仿真模型，制約了分析的準確性。

2.現代中國電網已重構為交直流互聯電網，電力電子化特征愈發凸顯，電網穩定特性從機電暫態轉變為機電暫態和電磁暫態混合過程，目前在線分析采用機電暫態仿真，無法進行大電網在線電磁仿真，難以滿足現代電網動態特性分析需要。

3.當前電網運行狀態和安全穩定性快速變化，目前在線分析采用周期掃描和事件觸發的仿真計算模式，耗時5—15分鐘，難以滿足電網風險實時掌控的時效性要求，亟須研究信息驅動的大電網在線運行態勢感知與趨勢預測技術。綜上，為保障當前交直流互聯電網的安全經濟運行，研究互聯大電網高性能分析和態勢感知技術，提升在線仿真分析能力，發展信息驅動的智能化分析模式，實現精準、實時的在線綜合安全穩定分析，意義重大。

通過人工智能技術保障電網安全運行

國家電網調度控制中心副主任、國家重點研發計劃項目“互聯大電網高性能分析和態勢感知技術”負責人張曉華介紹，本項目核心目標是研發在線綜合動態安全穩定智能評估系統，拓展研究智能全景系統理論方法體系，構建電網智能全景系統，實現大電網安全運行的實時分析和精準控制提供關鍵技術支撐。支持運行狀態一體化實時精準感知，在線潮流有功最大誤差不大于2%;支持異構元件集測辨校正，實現與實測錄波擬合度90%以上;實現在線超實時機電—電磁混合仿真，電網規模20000節點和16回直流，10秒物理過程8秒計算完成;支持基于遠程終端單元RTU/同步相量量測裝置PMU等海量數據的安全穩定評估及趨勢預測，正常態更新周期小于30秒，故障態小于2秒。

本項目擬解決科學問題為“信息驅動的復雜大電網時空動力學行為智能認知理論”，用于解決基于信息進行復雜大電網動態特性分析和認知的問題，通過引入人工智能技術從海量信息中認知系統動態特性，實現認知模式從傳統基于模型的因果分析轉變為基于信息的關聯分析。涉及的關鍵技術難題及解決方法：

關鍵技術1：“復雜電網基礎信息的時空特性感知與融合校正技術”，用于解決在線基礎數據和模型準確性不高的問題。在實時數據誤差修正方面，通過匯集時間評估、統一時鐘構建、時空關聯分析和誤差智能校正提升在線數據質量，實現多元基礎信息的一體化實時感知;在關鍵參數在線校正方面，通過運行信息融合分析和關鍵環節辨識，校正影響仿真精度的關鍵參數，提升模型在線應用的有效性。

關鍵技術2：“面向電力電子化電網的高性能機電—電磁混合仿真技術”，解決當前在線計算無法支持電磁特性分析的問題。需要在當前離線技術基礎上，解決仿真精度、仿真速度和仿真初始化3個關鍵問題。