孔明的遠(yuǎn)見(jiàn)

本刊 | 薛辰

孔明的遠(yuǎn)見(jiàn)

本刊 | 薛辰

若要風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)，僅僅盯著風(fēng)機(jī)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，更要洞悉風(fēng)以及和風(fēng)有關(guān)的其它氣象要素，但問(wèn)題是這需要遠(yuǎn)見(jiàn)。

孔明是誰(shuí)？

科幻一下，孔明把中國(guó)氣象智慧上傳到遠(yuǎn)景格林云之后，終于可以回到他的世界了——這樣說(shuō)你就知道孔明是誰(shuí)了。

實(shí)際上，孔明是遠(yuǎn)景格林云上的一款軟件——智慧風(fēng)場(chǎng)孔明氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品。產(chǎn)品名叫孔明，有點(diǎn)向智者孔明致敬的意思，尋找精神層面的智慧導(dǎo)師正是遠(yuǎn)景能源這家技術(shù)公司的性格使然。

10月19日這天，2016年北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP2016）上，遠(yuǎn)景能源利用數(shù)據(jù)鏈以及VR體驗(yàn)等科技手段告訴它的客戶和潛在客戶，最新發(fā)布的這款“智慧風(fēng)場(chǎng)孔明氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品”可能是今年CWP2016上最亮眼的創(chuàng)新。

遠(yuǎn)景能源智慧風(fēng)場(chǎng)云平臺(tái)產(chǎn)品負(fù)責(zé)人李恒在CWP2016分會(huì)場(chǎng)演講時(shí)表示，政府補(bǔ)貼電價(jià)機(jī)制下行的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)，風(fēng)電正在面臨從補(bǔ)充能源到替代能源再到主流能源的成長(zhǎng)煩惱，無(wú)論是既有的風(fēng)電場(chǎng)資產(chǎn)，還是新開(kāi)發(fā)的風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目，基于科技、管理創(chuàng)新提高風(fēng)電資產(chǎn)的盈利能力是風(fēng)電成長(zhǎng)的唯一路徑。所以，遠(yuǎn)景想用這款全要素氣象服務(wù)產(chǎn)品來(lái)解決風(fēng)場(chǎng)全生命周期現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)損失和降本增效上的問(wèn)題。但人們更關(guān)心現(xiàn)在它可以做到什么程度？李恒說(shuō)，“從風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)追求看，據(jù)遠(yuǎn)景的智慧風(fēng)場(chǎng)數(shù)值模型推演，在當(dāng)前電價(jià)下降2毛到3毛錢的區(qū)間里，氣象相關(guān)要素可承載30%的價(jià)值創(chuàng)造空間。”

顯然，這積極的信號(hào)昭示了降本增效的空間，可人們更希望這些氣象要素盡快在風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)價(jià)值兌現(xiàn)。氣象是什么，全世界的氣象臺(tái)站所觀測(cè)記載的氣象要素?zé)o非是氣溫、氣壓、風(fēng)、云、降水、能見(jiàn)度和空氣濕度等等，但因?yàn)樗幮袠I(yè)的差異，人們對(duì)這些要素的體驗(yàn)各有不同。對(duì)風(fēng)電人而言，風(fēng)和冰凍以及雷電等氣象要素對(duì)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目收益的影響，可謂一半心痛一半困惑，也就是說(shuō)，你可能預(yù)估到它們導(dǎo)致的損失，但卻未必明確挖掘其價(jià)值點(diǎn)的技術(shù)方法。

來(lái)自遠(yuǎn)景能源的調(diào)研報(bào)告顯示，“在山西地區(qū)，每年雷擊對(duì)風(fēng)電資產(chǎn)造成的損失約為20元/千瓦”，冰凍的負(fù)面影響更是在這個(gè)量級(jí)以上，更多的氣象極端情況給風(fēng)電資產(chǎn)帶來(lái)的損失超乎人們的想象。

如此明確的事實(shí)背景下，遠(yuǎn)景智慧風(fēng)場(chǎng)孔明氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品的上線運(yùn)行確實(shí)喚醒了風(fēng)電業(yè)內(nèi)的氣象應(yīng)用意識(shí)。在CWP2016上，華能、華電、國(guó)電龍?jiān)础⒅袕V核、國(guó)家電投、神華、中核、中節(jié)能、河北建投、國(guó)電山東等多家電力公司以及榮獲超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域諾貝爾獎(jiǎng)（Gordon Bell獎(jiǎng)）的無(wú)錫超算中心共同簽署了智慧風(fēng)場(chǎng)孔明氣象應(yīng)用聯(lián)盟協(xié)議，其指向十分明確，就是期望通過(guò)這款氣象解決方案應(yīng)用產(chǎn)品，尋找并挖掘風(fēng)電場(chǎng)物理世界中系統(tǒng)化分布的系列價(jià)值點(diǎn)，應(yīng)對(duì)風(fēng)電成長(zhǎng)的煩惱。

從純粹軟件產(chǎn)品的角度看，遠(yuǎn)景能源的這款孔明氣象服務(wù)產(chǎn)品在功能設(shè)計(jì)上承載了全氣象要素在風(fēng)電場(chǎng)全生命周期的應(yīng)用，而且在產(chǎn)品功能上與單一風(fēng)功率預(yù)測(cè)軟件產(chǎn)品有著不一樣的價(jià)值訴求。用李恒的話來(lái)說(shuō)，“孔明氣象服務(wù)產(chǎn)品可以挖掘氣象要素在風(fēng)電領(lǐng)域的核心價(jià)值，尤其是可以幫助集團(tuán)化客戶從風(fēng)場(chǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)管理、風(fēng)險(xiǎn)與安全管理、工作計(jì)劃管理、設(shè)備運(yùn)行管理，以及市場(chǎng)電力交易、計(jì)劃經(jīng)營(yíng)和保險(xiǎn)規(guī)劃管理等方面全方位提升效益。”

這樣看，孔明氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品用氣象要素打通了風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目從測(cè)風(fēng)到設(shè)計(jì)、由建設(shè)到運(yùn)營(yíng)再到電力市場(chǎng)交易的整條價(jià)值鏈。然而一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的商業(yè)問(wèn)題是，這款產(chǎn)品是不是足以打動(dòng)越來(lái)越理性的風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目投資、運(yùn)營(yíng)商？

可見(jiàn)的價(jià)值是，除了更精準(zhǔn)地利用風(fēng)，這款產(chǎn)品改變了業(yè)內(nèi)對(duì)其它氣象要素應(yīng)用于風(fēng)電領(lǐng)域的價(jià)值想象空間，吸引和打動(dòng)風(fēng)電巨頭的魅力就在于此。

“我看重這款氣象應(yīng)用產(chǎn)品在優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)和持續(xù)改進(jìn)運(yùn)營(yíng)收益方面的價(jià)值。”一位來(lái)自孔明氣象應(yīng)用聯(lián)盟成員公司的副總經(jīng)理舉例：“比如雷電及降雨要素的應(yīng)用，可根據(jù)區(qū)域的雷擊、降雨沖刷數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行針對(duì)性的集電線路防雷設(shè)計(jì)和道路防沖刷設(shè)計(jì)，以降低極端天氣可能造成的損失。”這位副總經(jīng)理進(jìn)一步說(shuō)，“氣象要素在設(shè)計(jì)過(guò)程中的充分應(yīng)用，顯然會(huì)帶來(lái)風(fēng)電場(chǎng)全生命周期成本的下降。”

同樣來(lái)自智慧風(fēng)場(chǎng)孔明氣象應(yīng)用聯(lián)盟成員公司的一位工程師對(duì)氣象要素在風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行端的價(jià)值創(chuàng)造抱有期待。無(wú)論哪家新能源公司，其風(fēng)電場(chǎng)存量資產(chǎn)規(guī)模會(huì)越做越大，向設(shè)備可靠、人力安全以及精細(xì)化管理要效益已是風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商當(dāng)下最為迫切的價(jià)值訴求。“人員與設(shè)備的安全管理都與氣象要素緊密相關(guān)，而且未來(lái)風(fēng)電場(chǎng)智慧化的少人或無(wú)人值守運(yùn)維模式下，由于人員離設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)更遠(yuǎn)，因而更需要?dú)庀蠓矫娴闹С帧！边@位工程師認(rèn)可孔明氣象應(yīng)用產(chǎn)品可能實(shí)現(xiàn)的氣象要素的即時(shí)性和場(chǎng)景化，已然從孔明這款氣象應(yīng)用產(chǎn)品上看到了管理和技術(shù)上的細(xì)節(jié)，“比如人和設(shè)備在趕往風(fēng)電場(chǎng)的路上即將遭遇大雨，而這時(shí)移動(dòng)端的孔明能夠提前告知我們前方道路的情形；比如風(fēng)機(jī)葉片即將在高空遇到凍雨工況，那么我們就此來(lái)調(diào)整風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式，既消除冰凍帶來(lái)的危害，又最大限度地減少電量損失。”

在智慧風(fēng)場(chǎng)孔明氣象應(yīng)用聯(lián)盟戰(zhàn)略合作協(xié)議簽署儀式現(xiàn)場(chǎng)，一個(gè)值得注意的細(xì)節(jié)是，一位不愿具名的售電公司技術(shù)官對(duì)孔明氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品表現(xiàn)出濃厚的興趣。在這位技術(shù)官看來(lái)，風(fēng)電必然要融入到電力市場(chǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)中，其交易背后的供需關(guān)系都與氣象有關(guān)，而這款產(chǎn)品可以從氣象要素中洞悉交易中的變化，并實(shí)現(xiàn)風(fēng)電交易收益的最大化。正如這款產(chǎn)品的負(fù)責(zé)人所說(shuō)的那樣，“智慧風(fēng)場(chǎng)孔明氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品不僅著眼于為風(fēng)電行業(yè)用戶解決當(dāng)前的挑戰(zhàn)，也是遠(yuǎn)景能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中的又一核心支點(diǎn)。”

那么，人們真正關(guān)心的問(wèn)題是，孔明氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品的精準(zhǔn)度如何，其中的某項(xiàng)預(yù)報(bào)功能與行業(yè)水平究竟是一個(gè)怎樣的比對(duì)？以風(fēng)功率預(yù)測(cè)精度為例，從去年開(kāi)始，孔明氣象服務(wù)應(yīng)用風(fēng)功率預(yù)報(bào)系統(tǒng)就在戰(zhàn)略合作伙伴的風(fēng)電監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行了試運(yùn)行。1年的數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，其預(yù)測(cè)精度超出行業(yè)水平5個(gè)百分點(diǎn)。欣喜之余，人們更想了解這5個(gè)百分點(diǎn)背后的精度邏輯。

“預(yù)測(cè)精度的提升是由這款產(chǎn)品的高強(qiáng)性能決定的。”上述負(fù)責(zé)人透露，“11月中旬發(fā)布的新版本在預(yù)測(cè)精度上又提升2個(gè)百分點(diǎn)，為此做出貢獻(xiàn)的正是遠(yuǎn)景的全球校驗(yàn)體系。”

全球校驗(yàn)體系是精準(zhǔn)預(yù)測(cè)的技術(shù)支撐，實(shí)際上它是一個(gè)海量數(shù)據(jù)庫(kù)的概念，遠(yuǎn)景智慧風(fēng)場(chǎng)團(tuán)隊(duì)用了3年時(shí)間才完成這一基礎(chǔ)價(jià)值創(chuàng)造。回到風(fēng)功率預(yù)測(cè)的原點(diǎn)，其目的在于同時(shí)精確預(yù)測(cè)風(fēng)速和電量，所以對(duì)風(fēng)的預(yù)測(cè)要精準(zhǔn)，但僅此還不夠，更重要的是通過(guò)一種規(guī)律來(lái)總結(jié)不同風(fēng)速下的風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電情況，而這個(gè)規(guī)律的運(yùn)行是在遠(yuǎn)景智慧能源管理平臺(tái)Wind OSTM機(jī)器學(xué)習(xí)支持下實(shí)現(xiàn)的。

“盡管3年前Wind OSTM上也有風(fēng)功率應(yīng)用模塊，之所以沒(méi)有推廣這個(gè)應(yīng)用，是因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)認(rèn)為若要精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率，必須要有更精準(zhǔn)的風(fēng)場(chǎng)流場(chǎng)數(shù)值模型與之相匹配，并作為精確預(yù)測(cè)電量的輸入，于是后來(lái)遠(yuǎn)景就搭建了格林威治TM云平臺(tái)，這讓風(fēng)功率精準(zhǔn)預(yù)測(cè)成為可能。”這位負(fù)責(zé)人這樣提到孔明風(fēng)功率預(yù)報(bào)系統(tǒng)的前世。

現(xiàn)在，孔明風(fēng)功率預(yù)報(bào)系統(tǒng)從風(fēng)到電的數(shù)據(jù)是這樣流動(dòng)的：公共和私有氣象資源通過(guò)遠(yuǎn)景一級(jí)氣象模式引擎集合到格林威治TM云平臺(tái)，然后呢？格林威治TM再通過(guò)其二級(jí)流場(chǎng)模式引擎將風(fēng)電場(chǎng)的流場(chǎng)數(shù)值模型匹配到風(fēng)電場(chǎng)Wind OSTM平臺(tái)，再由Wind OSTM給出每臺(tái)風(fēng)機(jī)及整座風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電功率預(yù)測(cè)值，這是一個(gè)從風(fēng)到電再由電到風(fēng)持續(xù)迭代的過(guò)程，正是格林威治TM和Wind OSTM無(wú)縫對(duì)接成就了孔明風(fēng)功率系統(tǒng)的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)。

到此，不難發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)景智慧風(fēng)場(chǎng)孔明氣象服務(wù)應(yīng)用是基于格林威治TM和Wind OSTM而誕生的一款大數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品，這決定了它是一款針對(duì)集團(tuán)級(jí)的企業(yè)應(yīng)用，通過(guò)全方位挖掘氣象全要素在風(fēng)電資產(chǎn)管理中的價(jià)值，支撐理性投資、精益管理的風(fēng)電企業(yè)用戶進(jìn)行管理創(chuàng)新，進(jìn)而帶動(dòng)傳統(tǒng)能源資本、社會(huì)資本和保險(xiǎn)資金良性投入到風(fēng)電開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，推進(jìn)新能源結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

在遠(yuǎn)景智慧風(fēng)場(chǎng)氣象服務(wù)團(tuán)隊(duì)看來(lái)，傳統(tǒng)的風(fēng)功率預(yù)報(bào)主要是為響應(yīng)電網(wǎng)的需求，而面向全生命期的風(fēng)電業(yè)務(wù)服務(wù)才是氣象應(yīng)用的真正價(jià)值所在。“在規(guī)劃這款產(chǎn)品之初，我們擴(kuò)展了風(fēng)功率預(yù)測(cè)的服務(wù)內(nèi)容，使其可以同時(shí)提供超過(guò)20年的長(zhǎng)期歷史氣象數(shù)據(jù)，當(dāng)日內(nèi)超短期預(yù)報(bào)、15日短期預(yù)報(bào)、月度中期預(yù)報(bào)，以及季度和年度氣象預(yù)報(bào)，讓企業(yè)用戶可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)理性規(guī)劃新增風(fēng)場(chǎng)，基于相應(yīng)的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)管理存量風(fēng)場(chǎng)的預(yù)測(cè)收入、制定運(yùn)行計(jì)劃和經(jīng)營(yíng)計(jì)劃。此外，又將全氣象要素的應(yīng)用涵蓋到風(fēng)電設(shè)計(jì)、設(shè)備安全與人員安全管理、預(yù)防性與預(yù)測(cè)性運(yùn)維以及負(fù)荷預(yù)測(cè)和電能交易等模塊中，全方位挖掘全氣象要素在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

如何將這些應(yīng)用轉(zhuǎn)換成一款受歡迎的高精度氣象服務(wù)產(chǎn)品，遠(yuǎn)景必須解決兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)問(wèn)題是怎樣來(lái)集合全球氣象資源？氣象是一個(gè)開(kāi)放的市場(chǎng)，這讓遠(yuǎn)景站在巨人的肩膀上，借助戰(zhàn)略合作關(guān)系，使國(guó)家氣象局、ECMWF和NASA的氣象預(yù)報(bào)成果成為智慧風(fēng)場(chǎng)氣象預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。僅此還不夠，遠(yuǎn)景美國(guó)科羅拉多空氣動(dòng)力學(xué)與氣象研究中心的領(lǐng)先氣象模式研發(fā)成果和全球氣象應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也集合到格林威治TM云平臺(tái)；另一個(gè)問(wèn)題是，如何把高性能計(jì)算資源融入到遠(yuǎn)景的氣象服務(wù)預(yù)報(bào)系統(tǒng)？遠(yuǎn)景與全球頂尖的太湖之光和天河二號(hào)國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心進(jìn)行戰(zhàn)略合作，通過(guò)自主研發(fā)的軟件解決了算什么、怎么算的高性能計(jì)算資源的使用問(wèn)題，通過(guò)遠(yuǎn)景氣象引擎實(shí)現(xiàn)“1公里尺度”的氣象模式，再由格林威治TM的流場(chǎng)引擎實(shí)現(xiàn)了“100米尺度”的預(yù)測(cè)精度，這都是高性能計(jì)算能力的體現(xiàn)。

“持續(xù)提升預(yù)測(cè)精度是遠(yuǎn)景智慧風(fēng)場(chǎng)氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品的追求，”但李恒也坦言，“即便提升1個(gè)百分點(diǎn)的精度也要付出大量資源，因?yàn)轭A(yù)報(bào)值和實(shí)際值之間的誤差類似一個(gè)黑匣子，打開(kāi)它其實(shí)就是一個(gè)大數(shù)據(jù)挖掘的人工智能過(guò)程，好在遠(yuǎn)景全球校驗(yàn)體系可以給予到位的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。”

實(shí)際上，李恒所說(shuō)的“全球校驗(yàn)體系”源自遠(yuǎn)景智慧能源管理平臺(tái)，平臺(tái)上運(yùn)行超過(guò)5000萬(wàn)千瓦的新能源資產(chǎn)，巨大的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)，將幫助孔明氣象服務(wù)產(chǎn)品在人工智能技術(shù)的支持下有效地閉環(huán)氣象預(yù)報(bào)誤差，進(jìn)一步提升風(fēng)電氣象預(yù)報(bào)精度。

提及孔明氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品的用戶推廣問(wèn)題，李恒希望用標(biāo)準(zhǔn)的公共云服務(wù)模式來(lái)和用戶分享，尤其使其融入到集團(tuán)用戶的現(xiàn)有信息化系統(tǒng)，而不是在用戶的各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)和區(qū)域監(jiān)控中心的服務(wù)器上裝載幾十萬(wàn)元甚至上百萬(wàn)元的軟件系統(tǒng)。“當(dāng)然也可以通過(guò)Wind OSTM用私有云方式部署給用戶。”李恒補(bǔ)充說(shuō)。

公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，截至2016年11 月30日，孔明氣象服務(wù)應(yīng)用上已有超過(guò)500萬(wàn)千瓦的風(fēng)電資產(chǎn)。李恒樂(lè)觀估計(jì)，“明年會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。”近十余家電力集團(tuán)已與遠(yuǎn)景簽約，成為“指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)”的注解。這些巨頭們傾向于相信這款產(chǎn)品能在電價(jià)下行的趨勢(shì)中釋放出降本增效的能量——不過(guò)這信心，還是來(lái)自于遠(yuǎn)景格林云在風(fēng)電領(lǐng)域的積累。正如李恒所說(shuō)，“基于這樣的積累讓我們有能力理性駕馭風(fēng)力發(fā)電能源。自然界波動(dòng)的風(fēng)中，有可以管理的電、可預(yù)期和可穩(wěn)定的投資回報(bào)率。”