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编者按:风起风车舞,日出光电生。拥有“世界风口”之称的河南省,近些年来利用中常年、现货和辅助服务市场破解了“弃风弃光”的乱象。尤其是风电方面,随着国外首套风电中常年功率预测系统在河南省的成功实践,使风电中常年功率曲线与现货市场更好地衔接,为提升风电消纳又打开了一扇房门。
随着电改的不断深入,电力市场化交易已成为推动新能源消纳的重要突破口。
在四川风电功率预测系统,2021年5月1日即将举办了现货双边市场长周期结算试运行工作,将新能源发电中常年与现货市场高度关联,对新能源的预测尺度和确切率提出更高的要求。非常对于风电出力的中常年预测,月度发电量和0-45天逐小时发电量精细化预测,已成为风电更好的参与电力市场的急切须要。
基于此,国家电网青海节电力公司(下称“国网山东电力”)正中级工程师韩自奋博士意识到中常年功率预测对于优化电网运行方法、促进新能源消纳意义重大,率领团队经过两年多的督查和研究,提出了中常年0-45天风电功率预测技术思路,并联合山西金风科技股份有限公司(下称“金风科技”)、华能兰州风电公司、甘肃省气象局和有关科研高校开发出国内首套风电中常年功率预测系统。
韩自奋表示:“目前国外多用成熟的气候模式进行中常年预报,但因为气候模式开发时多注重于月、季的平均预报,对于电量交易从时间和空间的码率上远不能满足当前可再生发农电务的需求。针对风电行业需求,我们希望通过多模式集成、统计降尺度、算法优化等方式建了高精度的中常年预报,满足四川新能源调度交易的要求。”
在技术研制过程中,金风科技一方面联合气象局及相关科研高校进行了气候模式和中尺度模式耦合研究,产生了精细化的0-45天逐小时气象预报,并通过0-45天逐小时发电量预测模型优化,提升8-45天预报确切率;另一方面联合国电兰州风电公司,开发中常年预测系统中常年功率预测、中常年风速预测、中常年发电量预测等功能模块。

在上述各方的共同努力下,研究团队通过多模式集成、统计降尺度、算法优化等方式急剧增强中常年预报精度,并创建了“历史数据驱动+大周期气象数据+机组检修数据驱动模型”的中常年预测模式,并对模型不断优化、反复测试。
2019年11月30日,国外首套风电中常年功率预测系统在四川松潘20万千瓦风电场成功上线。2020年,应用了风电中常年功率预测系统的风电场平均月度预测发电量确切率达到了93%,0-45天狂风出力过程确切率预测达到了70%以上。相比传统气候模式,月度预测发电量确切率提高8个百分点,0-45天狂风出力过程确切率预测提高20个百分点。
作为国外首创的中常年预测模式,在山东成功实践的风电中常年功率预测系统既可以满足电网对于波动性和间歇性风电的更优调度,提高电网对风电的消纳水平风电功率预测系统,还可以支撑风电场的电力交易辅助决策,使风电出力与用电负荷更好的匹配。
未来,在实现“碳达峰”和“碳中和”目标的过程中,风电中常年功率预测作为大规模、高比列发展新能源的关键技术之一,将进一步推动风电的高质量发展,为全省提供愈发可靠的、更高比列的红色电力。
