孔明的遠見

　　若要風電平價上網，僅僅盯著風機還遠遠不夠，更要洞悉風以及和風有關的其它氣象要素，但問題是這需要遠見。
　　
　　孔明是誰？科幻一下，孔明把中國氣象智慧上傳到遠景格林云之后，終于可以回到他的世界了——這樣說你就知道孔明是誰了。
　　
　　實際上，孔明是遠景格林云上的一款軟件——智慧風場孔明氣象服務應用產品。產品名叫孔明，有點向智者孔明致敬的意思，尋找精神層面的智慧導師正是遠景能源這家技術公司的性格使然。
　　
　　10月19日這天，2016年北京國際風能大會暨展覽會（CWP2016）上，遠景能源利用數據鏈以及VR體驗等科技手段告訴它的客戶和潛在客戶，最新發布的這款“智慧風場孔明氣象服務應用產品”可能是今年CWP2016上最亮眼的創新。
　　
　　遠景能源智慧風場云平臺產品負責人李恒在CWP2016分會場演講時表示，政府補貼電價機制下行的趨勢已不可逆轉，風電正在面臨從補充能源到替代能源再到主流能源的成長煩惱，無論是既有的風電場資產，還是新開發的風電場項目，基于科技、管理創新提高風電資產的盈利能力是風電成長的唯一路徑。所以，遠景想用這款全要素氣象服務產品來解決風場全生命周期現有風險損失和降本增效上的問題。但人們更關心現在它可以做到什么程度？李恒說，“從風電平價上網的目標追求看，據遠景的智慧風場數值模型推演，在當前電價下降2毛到3毛錢的區間里，氣象相關要素可承載30%的價值創造空間。” 　　顯然，這積極的信號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電場實現價值兌現。氣象是什么，全世界的氣象臺站所觀測記載的氣象要素無非是氣溫、氣壓、風、云、降水、能見度和空氣濕度等等，但因為所處行業的差異，人們對這些要素的體驗各有不同。對風電人而言，風和冰凍以及雷電等氣象要素對風電場項目收益的影響，可謂一半心痛一半困惑，也就是說，你可能預估到它們導致的損失，但卻未必明確挖掘其價值點的技術方法。
　　
　　來自遠景能源的調研報告顯示，“在山西地區，每年雷擊對風電資產造成的損失約為20元/千瓦”，冰凍的負面影響更是在這個量級以上，更多的氣象極端情況給風電資產帶來的損失超乎人們的想象。 如此明確的事實背景下，遠景智慧風場孔明氣象服務應用產品的上線運行確實喚醒了風電業內的氣象應用意識。在CWP2016上，華能、華電、國電龍源、中廣核、國家電投、神華、中核、中節能、河北建投、國電山東等多家電力公司以及榮獲超級計算機領域諾貝爾獎（GordonBell獎）的無錫超算中心共同簽署了智慧風場孔明氣象應用聯盟協議，其指向十分明確，就是期望通過這款氣象解決方案應用產品，尋找并挖掘風電場物理世界中系統化分布的系列價值點，應對風電成長的煩惱。
　　
　　從純粹軟件產品的角度看，遠景能源的這款孔明氣象服務產品在功能設計上承載了全氣象要素在風電場全生命周期的應用，而且在產品功能上與單一風功率預測軟件產品有著不一樣的價值訴求。用李恒的話來說，“孔明氣象服務產品可以挖掘氣象要素在風電領域的核心價值，尤其是可以幫助集團化客戶從風場規劃、設計管理、風險與安全管理、工作計劃管理、設備運行管理，以及市場電力交易、計劃經營和保險規劃管理等方面全方位提升效益。” 這樣看，孔明氣象服務應用產品用氣象要素打通了風電場項目從測風到設計、由建設到運營再到電力市場交易的整條價值鏈。然而一個很現實的商業問題是，這款產品是不是足以打動越來越理性的風電場項目投資、運營商？ 可見的價值是，除了更精準地利用風，這款產品改變了業內對其它氣象要素應用于風電領域的價值想象空間，吸引和打動風電巨頭的魅力就在于此。
　　
　　“我看重這款氣象應用產品在優化風電場設計和持續改進運營收益方面的價值。”一位來自孔明氣象應用聯盟成員公司的副總經理舉例：“比如雷電及降雨要素的應用，可根據區域的雷擊、降雨沖刷數據對風電場進行針對性的集電線路防雷設計和道路防沖刷設計，以降低極端天氣可能造成的損失。”這位副總經理進一步說，“氣象要素在設計過程中的充分應用，顯然會帶來風電場全生命周期成本的下降。”
　　
　　同樣來自智慧風場孔明氣象應用聯盟成員公司的一位工程師對氣象要素在風電場運行端的價值創造抱有期待。無論哪家新能源公司，其風電場存量資產規模會越做越大，向設備可靠、人力安全以及精細化管理要效益已是風電場運營商當下最為迫切的價值訴求。“人員與設備的安全管理都與氣象要素緊密相關，而且未來風電場智慧化的少人或無人值守運維模式下，由于人員離設備現場更遠，因而更需要氣象方面的支持。”這位工程師認可孔明氣象應用產品可能實現的氣象要素的即時性和場景化，已然從孔明這款氣象應用產品上看到了管理和技術上的細節，“比如人和設備在趕往風電場的路上即將遭遇大雨，而這時移動端的孔明能夠提前告知我們前方道路的情形；比如風機葉片即將在高空遇到凍雨工況，那么我們就此來調整風機的運行方式，既消除冰凍帶來的危害，又最大限度地減少電量損失。” 　　在智慧風場孔明氣象應用聯盟戰略合作協議簽署儀式現場，一個值得注意的細節是，一位不愿具名的售電公司技術官對孔明氣象服務應用產品表現出濃厚的興趣。在這位技術官看來，風電必然要融入到電力市場和能源互聯網中，其交易背后的供需關系都與氣象有關，而這款產品可以從氣象要素中洞悉交易中的變化，并實現風電交易收益的最大化。正如這款產品的產品經理楊恢所說的那樣，“智慧風場孔明氣象服務應用產品不僅著眼于為風電行業用戶解決當前的挑戰，也是遠景能源互聯網生態系統中的又一核心支點。”
　　
　　那么，人們真正關心的問題是，孔明氣象服務應用產品的精準度如何，其中的某項預報功能與行業水平究竟是一個怎樣的比對？以風功率預測精度為例，從去年開始，孔明氣象服務應用風功率預報系統就在戰略合作伙伴的風電監控系統中進行了試運行。一年的數據分析結果表明，其預測精度超出行業水平5個百分點。欣喜之余，人們更想了解這5個百分點背后的精度邏輯。
　　
　　“預測精度的提升是由這款產品的高強性能決定的。”楊恢透露，“11月中旬發布的新版本在預測精度上又提升2個百分點，為此做出貢獻的正是遠景的全球校驗體系。” 全球校驗體系是精準預測的技術支撐，實際上它是一個海量數據庫的概念，遠景智慧風場團隊用了3年時間才完成這一基礎價值創造。回到風功率預測的原點，其目的在于同時精確預測風速和電量，所以對風的預測要精準，但僅此還不夠，更重要的是通過一種規律來總結不同風速下的風電場發電情況，而這個規律的運行是在遠景智慧能源管理平臺WindOS?機器學習支持下實現的。
　　
　　“盡管3年前WindOS?上也有風功率應用模塊，之所以沒有推廣這個應用，是因為團隊認為若要精準地預測風電場發電功率，必須要有更精準的風場流場數值模型與之相匹配，并作為精確預測電量的輸入，于是后來遠景就搭建了格林威治?云平臺，這讓風功率精準預測成為可能。”楊恢這樣提到孔明風功率預報系統的前世。 現在，孔明風功率預報系統從風到電的數據是這樣流動的：公共和私有氣象資源通過遠景一級氣象模式引擎集合到格林威治?云平臺，然后呢？格林威治?再通過其二級流場模式引擎將風電場的流場數值模型匹配到風電場Wind OS?平臺，再由Wind OS?給出每臺風機及整座風電場的發電功率預測值，這是一個從風到電再由電到風持續迭代的過程，正是格林威治?和Wind OS?無縫對接成就了孔明風功率系統的精準預報。
　　
　　到此，不難發現遠景智慧風場孔明氣象服務應用是基于格林威治?和Wind OS?而誕生的一款大數據應用產品，這決定了它是一款針對集團級的企業應用，通過全方位挖掘氣象全要素在風電資產管理中的價值，支撐理性投資、精益管理的風電企業用戶進行管理創新，進而帶動傳統能源資本、社會資本和保險資金良性投入到風電開發領域，推進新能源結構創新。
　　
　　在遠景智慧風場氣象服務團隊看來，傳統的風功率預報主要是為響應電網的需求，而面向全生命期的風電業務服務才是氣象應用的真正價值所在。“在規劃這款產品之初，我們擴展了風功率預測的服務內容，使其可以同時提供超過20年的長期歷史氣象數據，當日內超短期預報、15日短期預報、月度中期預報，以及季度和年度氣象預報，讓企業用戶可以根據歷史數據理性規劃新增風場，基于相應的預報數據管理存量風場的預測收入、制定運行計劃和經營計劃。此外，又將全氣象要素的應用涵蓋到風電設計、設備安全與人員安全管理、預防性與預測性運維以及負荷預測和電能交易等模塊中，全方位挖掘全氣象要素在風電領域的應用價值。
　　
　　如何將這些應用轉換成一款受歡迎的高精度氣象服務產品，遠景必須解決兩個問題：一個問題是怎樣來集合全球氣象資源？氣象是一個開放的市場，這讓遠景站在巨人的肩膀上，借助戰略合作關系，使國家氣象局、ECMWF和NASA的氣象預報成果成為智慧風場氣象預報的基礎。僅此還不夠，遠景美國科羅拉多空氣動力學與氣象研究中心的領先氣象模式研發成果和全球氣象應用經驗也集合到格林威治?云平臺；另一個問題是，如何把高性能計算資源融入到遠景的氣象服務預報系統？遠景與全球頂尖的太湖之光和天河二號國家超級計算中心進行戰略合作，通過自主研發的軟件解決了算什么、怎么算的高性能計算資源的使用問題，通過遠景氣象引擎實現“1公里尺度”的氣象模式，再由格林威治?的流場引擎實現了“100米尺度”的預測精度，這都是高性能計算能力的體現。
　　
　　“持續提升預測精度是遠景智慧風場氣象服務應用產品的追求，”但李恒也坦言，“即便提升1個百分點的精度也要付出大量資源，因為預報值和實際值之間的誤差類似一個黑匣子，打開它其實就是一個大數據挖掘的人工智能過程，好在遠景全球校驗體系可以給予到位的數據和技術支持。” 實際上，李恒所說的“全球校驗體系”源自遠景智慧能源管理平臺，平臺上運行超過5000萬千瓦的新能源資產，巨大的實時運行數據庫，將幫助孔明氣象服務產品在人工智能技術的支持下有效地閉環氣象預報誤差，進一步提升風電氣象預報精度。
　　
　　提及孔明氣象服務應用產品的用戶推廣問題，李恒希望用標準的公共云服務模式來和用戶分享，尤其使其融入到集團用戶的現有信息化系統，而不是在用戶的各個風電場和區域監控中心的服務器上裝載幾十萬元甚至上百萬元的軟件系統。“當然也可以通過WindOS?用私有云方式部署給用戶。”李恒補充說。公開數據顯示，截至2016年11月30日，孔明氣象服務應用上已有超過500萬千瓦的風電資產。李恒樂觀估計，“明年會呈指數級增長。”近十余家電力集團已與遠景簽約，成為“指數級增長”的注解。這些巨頭們傾向于相信這款產品能在電價下行的趨勢中釋放出降本增效的能量——不過這信心，還是來自于遠景格林云在風電領域的積累。正如李恒所說，“基于這樣的積累讓我們有能力理性駕馭風力發電能源。自然界波動的風中，有可以管理的電、可預期和可穩定的投資回報率。”