截至2021年年底，江苏新能源发电装机容量已达4150.3万千瓦，全年累计消纳新能源发电611亿千瓦时，装机规模、消纳水平均居全国前列。国网江苏电力依托所属科研生产单位——江苏方天电力技术有限公司（以下简称方天公司），在软件系统开发、硬件装备研发等方面创新攻关，助力新能源机组安全运行和新能源高效利用。
新设备助风电机组安全运行
1月23日8时50分，江苏风电出力再创历史新高，达1892.2万千瓦，占同时刻全省用电负荷的24.3%、发电出力的28.2%。
近年来，江苏风电出力占比持续提升，风电机组的安全运行对电网稳定运行至关重要。风电机组中有一个关键部件——螺栓，承担着将塔筒、叶片、机舱等部件连接为整体的功能，在一台风电机组中有700～1000根。在风机运行过程中，螺栓受到机组振动、冲击、扭转等作用，极易松动、变形甚至断裂，直接影响整台风电机组的安全运行。
开展在役风电机组螺栓检测有助于解决这一问题。然而，传统螺栓检测采用脉冲反射A型超声技术，需要将螺栓整体拆卸后实施。因拆卸在运风电机组叶片等部件不方便，螺栓检测往往不够及时，检测结果也不直观，缺陷判定易受主观影响。
为了解决这个问题，2021年6月起，方天公司结合多年来服务电厂、电网企业开展金属技术监督工作的经验，将输变电工程金属检测中常用的B超技术应用于风电螺栓检测，研发了螺栓相控阵检测仪和螺栓专用检测头。
2021年9月27日，螺栓相控阵检测仪和螺栓专用检测头在盐城滨海风电场投入使用。检测人员将涂了耦合剂的专用探头放置在螺栓顶部后，在仪器屏幕上就看到了扫描图像，缺陷位置、尺寸一目了然，实现了在役风机螺栓不拆卸检测。应用新的检测设备后，单根螺栓检测时长由原来A型超声所需的3到5分钟缩短到3到5秒。
“今后，我们计划在海上风电、综合能源试点站建设等领域持续推广这项技术。”方天公司检测实验中心副主任马君鹏说。
创新调试手段服务海上风电并网
近年来，江苏海上风电发展迅速，截至2021年年底，接入江苏电网的海上风电集群规模超过1000万千瓦。作为江苏省内海上风电调试的主力军，方天公司全年承担了13个海上风电技术服务项目，项目总容量占江苏省全年新建海上风电装机容量的84%。
2021年下半年，三峡—中广核如东±400千伏柔性直流海上风电示范工程并网节点即将到来。如果能在海陆通道建设时同步开展并网调试，将极大缩短项目并网周期。
“传统海上风电的并网调试是接入电网获得启动电源。但是，柔直工程采用直流输送方式，电网的交流电不能直接成为调试启动电源。”牵头负责此次调试工作的方天公司电气技术中心主任袁超介绍。
为了解决这个问题，技术团队提出了两种方案，一是在岸上安装大容量直流电源，二是由机组在海上自启动开展调试。第一种方案由于投资、技术等原因不具备可行性。第二种方案在业界处于空白，但也成了当时的唯一方案。
技术团队提出了一种基于“黑启动”试验的海上风电并网调试技术。“现场情况与我们2017年在盐城陆上风电场开展的风电‘黑启动’试验很相似，相关的经验是可以在海上风电调试中再次实践的。”袁超说。
海上风电“黑启动”更加复杂。作业条件恶劣、没有稳定平台、风机单机容量大、海缆充电电容大等都对“黑启动”提出了更高要求。技术团队突破常规，在海上搭建了由柴油发电机、风机、可变负载装置、直流海缆等组成的微系统，并通过实时动态调整保持电压、功率稳定，带动风机从负荷变为电源，实现海上风机群自供电，将以往的调试启动“电从网上来”转变为“电从海上来”，将项目并网周期缩短了半年。
开发数据平台精准预测新能源出力
除了在基建调试、在运检测等环节创新攻关外，更好地监测新能源发电情况，实现出力精准预测、新能源精益化管理也是国网江苏电力促进新能源消纳的重要举措。
2016年年底，国网江苏电力委托方天公司研发新能源发电数据中心系统平台。平台于2018年5月正式投运，可实现全省新能源发电运行状态实时监测、故障告警、功率预测、电能质量监测等功能，近年来在新能源出力预测、发电管理等工作中发挥了作用。
与火电等传统电源相比，新能源发电受气候等外部因素影响较大。随着新能源装机容量、发电出力占比的不断提高，电网调度对新能源出力预测准确性的要求也越来越高。2021年，为进一步提高平台预测准确性，项目团队开发了相似日智能选择功能。该功能利用人工智能技术，通过灰色关联度、欧几里得距离等指标挖掘近5年来的风电、光伏发电运行规律，综合气象及各类型发电机组运行特性，智能选取未来出力相似日，为新能源出力预测提供重要参考。
2021年12月16～17日，江苏受强冷空气影响，局部地区平均风速超过10米/秒，全省风电最大出力达到1497.2万千瓦。在寒潮来临前，国网江苏电力调控中心结合相似日智能选择功能，对新能源出力进行了精准预测、科学调度，预测精准度达到94.6%，实现了寒潮期间新能源发电全消纳。
“我们又进一步拓展接入了低压分布式光伏运行数据，实现光伏发电全口径覆盖，1分钟采集1次新能源场站数据，确保全省新能源场站运行状态全监视、全预测。”系统开发负责人祝永晋介绍。
截至2021年年底，江苏新能源发电数据中心已接入统调风电场155座、统调光伏电站39座、非统调光伏电站1250座、低压分布式光伏17万余户，总接入新能源装机容量达4000余万千瓦。
