IBM的HyRef新能源发电精确预测技术方案
来源：中国科学报 | 0评论 | 4205查看 | 2014-07-18 09:42:00
张北风光储输示范项目作为我国新能源并网的国家样本，备受瞩目却鲜有具体技术数据披露。近日从IBM公司传来消息，通过使用IBM的新能源发电精确预测技术，张北示范项目一期工程可提高约10%的新能源并网量。
据记者了解，这只是IBM日前推出的“绿色地平线”（Green Horizon）计划的一部分。该计划还包括实现高精度大气污染防治和协助企业节能减排，将整合IBM全球实验室的研发力量支持中国的环境治理和能源转型。这也是继“智慧地球”中国战略之后，IBM在中国的又一大计划。
IBM中国研究院院长沈晓卫在接受《中国科学报》记者采访时指出，环境和能源问题是当今世界的共同挑战和机遇，而中国很有可能成为未来该领域的全球领导者，IBM乐于加入其中。
在中央财经领导小组提出“能源革命”之后，一场技术革命已蓄势待发。
新能源发电精确预测
在我国风电装机量成为世界第一之后，2013年我国平均弃风率仍高达10%。IBM的“混合可再生能源预测”（HyRef）解决方案结合了大数据分析、天气预报和优化分析等前沿技术，能够准确预测风能和太阳能的发电量，从而提高可再生能源的可靠性和并网率。
记者近日在IBM中国研究院采访时获悉，HyRef利用天气建模、云成像技术和天空摄像头接近实时的跟踪云的移动，并且通过涡轮机上的传感器监测风速、温度和方向，结合分析技术，能够提供区域内未来一个月的精准天气预测，也可预测未来15分钟的风力增量，电网调度部门可以相应调整电网运行。
张北项目是目前全球规模最大的风光储输项目，在其一期工程（160兆瓦）中，HyRef可增加10％的可再生能源并网发电量，满足1.4万户家庭用电。据悉，目前风能预测的准确率达到90%，是全球最准确的能源预测系统之一。
实际上，此项目是基于IBM与风机制造商维斯塔斯的一项合作方案。通过IBM的大数据分析和超级计算技术，维斯塔斯能够整合来自于天气预报、潮汐、传感器、卫星图像、林砍伐地图等的海量数据，进而策略性地设置风电机组，提高能源产出、降低运营成本。
据IBM中国研究院副院长董进介绍，可再生能源精确预测技术可以精确预测单台风机或太阳能电池板的发电量，也可应用于风电场选址。目前，该技术已在全球范围内推广至30个商业项目。
在欧洲，新能源并网率约为15%，而我国不足2%。“我们还有很多工作可以做。”董进说。
全面投入节能减排
目前，北京市政府制定了严格的空气污染防治目标：至2017年，规划用于治理PM2.5的投入将高达7600亿元，PM2.5平均浓度比2012年下降25%以上。
而“绿色地平线”计划旨在解决可持续发展的三大难题——大气污染防治、可再生能源高效利用和企业节能减排。该计划里程碑式的第一站是通过与北京市政府合作，利用IBM 认知计算、大数据分析以及物联网技术的优势，分析空气监测站和气象卫星传送的实时数据流，凭借自学习能力和超级计算处理能力，提供未来72小时的高精度空气质量预报，实现对北京地区的污染物来源和分布状况的实时监测。
此外，IBM中国研究院将联合相关企业与机构，共同研发基于物联网、大数据分析及云计算技术的数字能源管理平台，为管理部门及用能企业提供全面的节能管理及分析决策支持，促进工业企业的绿色低碳转型。
而IBM的智能区域能源管理系统（iREM）同样基于IBM大数据处理技术与高级分析优化建模能力，帮助客户最优化能源匹配，提高区域电网的可靠性。
“在这个大数据的时代，可以针对每个用户进行用电行为分析，从而形成最优的整体用电模式。”董进表示，“绿色地平线”计划旨在从不同维度共同作用解决能源与环境问题。
中国力量
据记者了解，目前类似HyRef的相关研究并不少，但真正能够进入实际应用的则是凤毛麟角。而连沈晓卫自己都感到惊讶，一项实验室的成果能这么快引入市场进入应用。
这背后，是IBM在相关领域深厚的研究根基。
例如，IBM的高精度气象预报研究已有20年历史，可以在200米×200米的范围内进行15分钟~72小时的气象预测。董进认为，HyRef 代表了天气建模技术的进步，它源于其他改变游戏规则的创新技术，如IBM开发的“深雷”——可以将天气预报分辨率精准计算到每平方公里的范围。
而“绿色地平线”计划所涉及的三大领域，也都是IBM有着深厚研究积累并正在大举投入的领域。尤其是其中涉及的高性能计算、物联网、大数据、认知计算等，是支持“智慧地球”最重要的技术。
IBM中国研究院自2009年开始物联网相关的探索和研究, 在诸多领域取得技术突破，于2014年初提出了“物联网3.0”，其最重要的特征就是紧密结合大数据和云计算。目前，IBM中国研究院正在领导IBM在全球范围内的物联网创新。
“IBM独特的价值在于从分析、建模、计算、行业应用都有能力进行整合。”沈晓卫说。
巨大的市场需求和挑战性使得IBM大手笔投入中国的节能减排。据沈晓卫介绍，“绿色地平线”将由IBM中国研究院牵头，整合全球12家研究院的技术力量。
“过去都是把全球最先进的技术带到中国，而今后很有可能会反过来，将中国的技术带到全世界。”沈晓卫说。
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