風(fēng)起風(fēng)車舞，日出光電生。擁有“世界風(fēng)口”之稱的甘肅省，近年來借助中長期、現(xiàn)貨和輔助服務(wù)市場破解了“棄風(fēng)棄光”的頑疾。尤其是風(fēng)電方面，隨著國內(nèi)首套風(fēng)電中長期功率預(yù)測系統(tǒng)在甘肅省的成功實(shí)踐，使風(fēng)電中長期功率曲線與現(xiàn)貨市場更好地銜接，為提高風(fēng)電消納又打開了一扇大門。
隨著電改的不斷深入，電力市場化交易已成為促進(jìn)新能源消納的重要突破口。
在甘肅，2021年5月1日正式開展了現(xiàn)貨雙邊市場長周期結(jié)算試運(yùn)行工作，將新能源發(fā)電中長期與現(xiàn)貨市場高度關(guān)聯(lián)，對新能源的預(yù)測尺度和準(zhǔn)確率提出更高的要求。特別對于風(fēng)電出力的中長期預(yù)測，月度發(fā)電量和0-45天逐小時(shí)發(fā)電量精細(xì)化預(yù)測，已成為風(fēng)電更好的參與電力市場的迫切需要。
基于此，國家電網(wǎng)甘肅省電力公司（下稱“國網(wǎng)甘肅電力”）正高級工程師韓自奮博士意識到中長期功率預(yù)測對于優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式、促進(jìn)新能源消納意義重大，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過三年多的調(diào)研和研究，提出了中長期0-45天風(fēng)電功率預(yù)測技術(shù)思路，并聯(lián)合新疆金風(fēng)科技股份有限公司（下稱“金風(fēng)科技”）、華能酒泉風(fēng)電公司、甘肅省氣象局和有關(guān)科研院校開發(fā)出國內(nèi)首套風(fēng)電中長期功率預(yù)測系統(tǒng)。
韓自奮表示：“目前國內(nèi)多用成熟的氣候模式進(jìn)行中長期預(yù)報(bào)，但由于氣候模式開發(fā)時(shí)多側(cè)重于月、季的平均預(yù)報(bào)，對于電量交易從時(shí)間和空間的分辨率上遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前可再生發(fā)電業(yè)務(wù)的需求。針對風(fēng)電行業(yè)需求，我們希望通過多模式集成、統(tǒng)計(jì)降尺度、算法優(yōu)化等方法建了高精度的中長期預(yù)報(bào)，滿足甘肅新能源調(diào)度交易的要求。”
在技術(shù)研發(fā)過程中，金風(fēng)科技一方面聯(lián)合氣象局及相關(guān)科研院校進(jìn)行了氣候模式和中尺度模式耦合研究，形成了精細(xì)化的0-45天逐小時(shí)氣象預(yù)報(bào)，并通過0-45天逐小時(shí)發(fā)電量預(yù)測模型優(yōu)化，提高8-45天預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率；另一方面聯(lián)合華能酒泉風(fēng)電公司，開發(fā)中長期預(yù)測系統(tǒng)中長期功率預(yù)測、中長期風(fēng)速預(yù)測、中長期發(fā)電量預(yù)測等功能模塊。
在上述各方的共同努力下，研究團(tuán)隊(duì)通過多模式集成、統(tǒng)計(jì)降尺度、算法優(yōu)化等方法大幅提高中長期預(yù)報(bào)精度，并創(chuàng)建了“歷史數(shù)據(jù)驅(qū)動+大周期氣象數(shù)據(jù)+機(jī)組檢修數(shù)據(jù)驅(qū)動模型”的中長期預(yù)測模式，并對模型不斷優(yōu)化、反復(fù)測試。
2019年11月30日，國內(nèi)首套風(fēng)電中長期功率預(yù)測系統(tǒng)在甘肅瓜州20萬千瓦風(fēng)電場成功上線。2020年，應(yīng)用了風(fēng)電中長期功率預(yù)測系統(tǒng)的風(fēng)電場平均月度預(yù)測發(fā)電量準(zhǔn)確率達(dá)到了93%，0-45天大風(fēng)出力過程準(zhǔn)確率預(yù)測達(dá)到了70%以上。相比傳統(tǒng)氣候模式，月度預(yù)測發(fā)電量準(zhǔn)確率提升8個(gè)百分點(diǎn)，0-45天大風(fēng)出力過程準(zhǔn)確率預(yù)測提升20個(gè)百分點(diǎn)。
作為國內(nèi)首創(chuàng)的中長期預(yù)測模式，在甘肅成功實(shí)踐的風(fēng)電中長期功率預(yù)測系統(tǒng)既可以滿足電網(wǎng)對于波動性和間歇性風(fēng)電的更優(yōu)調(diào)度，提升電網(wǎng)對風(fēng)電的消納水平，還可以支撐風(fēng)電場的電力交易輔助決策，使風(fēng)電出力與用電負(fù)荷更好的匹配。
未來，在實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的過程中，風(fēng)電中長期功率預(yù)測作為大規(guī)模、高比例發(fā)展新能源的關(guān)鍵技術(shù)之一，將進(jìn)一步助力風(fēng)電的高質(zhì)量發(fā)展，為全國提供更加可靠的、更高比例的綠色電力。
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