范尔昆: 【碳中和＆新能源科普-3】 为什么以新能源为主体的新型电力系统，需要更多算力？ 【新能源会在预测、匹配、控制三个层面，增加电力系统对算力的需求。】预测是指新能源机组发电，和用户用电行为的预测；匹配是指发电和用电之间进行的匹配；控制是指对电力系统中各类主体行为进行的控制。 【发电侧和用户侧的不确定性都在增加，准确预测需要更多算力。】在发电侧，风电、光伏都是“靠天吃饭”，随着它们在系统中的影响越来越大，对它们出力预测精度的要求也不得不提高。在用户侧，随着经济结构转型，用电特征平稳、固定的大工业用户用电占比逐渐减少；用电波动大、随机性强的居民和中小工商业用户占比增加，这增加了负荷预测的算力需求。 【发电和用电的匹配，在地域、规则、算法三个层面，也需要更多的算力。】在地域层面，更大范围的统筹互济，能通过大数定理和时差来平滑新能源的波动性和随机性，有利于其消纳；但同时也意味着更多的主体接入到同一个调度平台之中，算力需求(计算复杂度)的增长速度会超过主体数量的增长速度。 在算法层面，电力市场化允许市场主体分段保量保价，然后根据最终的交易出清结果来确定发用电计划。一是需要有交易撮合者，通过强大的算法和算力，来完成整个交易撮合过程。二是要撮合的内容不只包括电能量本身，为了应对新能源带来的挑战，调频、备用、快速爬坡这样的辅助服务产品也越来越需要准确的价格信号来优化配置。三是整个交易出清越来越多的涉及一些复杂的物理约束，比如电网潮流、发电机起停机和爬坡约束、储能容量约束等等；还记得2019年的经济学诺奖“复杂约束下的拍卖理论”吗？获奖者保罗·米尔格罗姆正是加州电力危机后，参加电力市场重建的专家之一，他的书《价格的发现:复杂约束市场中的拍卖设计》中，也多次举了电力市场的例子。 【为了更好实现对发电机组和用户的控制，同样需要增加对算力的需求。】在发电侧，10MW的风机已经很大了，但火电机组1000MW都非常常见；也就是说要满足同样的电力需求，新能源机组需要的控制单元是传统机组的100倍。而在用电侧，新的情况是让以前不可控、不用管的用户和用电设备成为可控单元，这样才能实现需求侧响应等智能功能，为系统整体的优化运行和新能源消纳创造条件。以上还只是小时、分钟级的控制问题，实际上由于电力电子化(以IGBT等功率半导体为核心的逆变器、直流输电等设备和技术路线)的不断扩大，出现了大量对功率半导体进行毫秒级控制的需求。 【所有以上这些因素，再加上由此衍生的数据计量、存储、传输、管理等方面的需要，将极大提高电力系统对算力的要求。】