探路風電預報
http://m.sharifulalam.com 2014-03-10 16:45 來源：《能源》
為確保電網在安全穩定運行條件下盡可能多接納風電，風電預報的重要性愈發突出。然而，國內風電預報仍面臨預報準確率偏低、電網考核機制不完善等問題。
在風電領域，風電預報并不是一個新鮮名詞。風電預報是較為口語化的說法，更為專業化的表述方式是風電功率預測預報。所謂風電功率預測預報，就是風電場經營企業根據氣象條件、統計規律等技術和手段，提前對單個風電場或風電場群未來一段時間的發電功率或出力情況進行分析預報，向電網調度機構提交預報結果，以提高風電場與電力系統協調運行的能力。
由于風電本身具有波動性、間歇性，當風電在電網中占比提升到一定比例之后，會對電網的運行安全產生風險。如何在保障電網安全穩定運行的條件下盡可能多接納風電，是行業內一直在探討的問題。在這種情況下，風電預報應時而生。
其實，早在2005年，中國風電進入起步階段時，國內就已經開始關注風電預報了，但那時針對風電預報的一些研究走入了誤區，真正確定風電預報研究方向、技術路線是在2007年，到了2011年風電預報才大規模開展起來。
2011年6月，國家能源局發布《風電場功率預測預報管理暫行辦法》，要求所有并網運行的風電場均應具備風電功率預測預報的能力，并按要求開展風電功率預測預報。
根據國家能源局《風電功率預報與電網協調運行實施細則》規定，電網調度機構也應該建立覆蓋整個調度管轄區的風電功率預測系統，開展電力系統風電功率預測工作。中國電科院新能源研究所資源評價與功率預測研究室主任馮雙磊說：“風電場和電網公司都安裝風電功率預測系統，一方面有利于預測結果的相互校驗，使電網公司制定的發電計劃更加完備、可靠；另一方面也可以避免因系統軟硬件故障導致電網公司做不了發電計劃，起到互備的作用。”
無論是站在電網公司還是風電場開發企業的角度來看，開展風電預報都頗有好處。“由于風電預報能夠提高風電的可預見性，電網可以明確認知區域內風電發電預期，從而科學制定發電計劃，進行電力調度。而風電場開發企業也可以利用風電預報選擇風力較小的天氣合理安排風電機組設備的檢修，盡可能減少因風電機組檢修無法發電帶來的發電量損失。”龍源電力可再生能源研究發展中心主任吳金城說道。
開放的市場
2011年6月以前，除了一些風電場小范圍地安裝了相關的預測預報系統之外，絕大部分風電場都沒有安裝。“自能源局《風電場功率預測預報管理暫行辦法》出臺之后，僅龍源電力，就有100多個風電場需要安裝風電功率預測系統。”中能電力科技開發有限公司風電技術開發部副主任孟凱鋒告訴記者說。該公司是龍源電力的子公司，負責龍源風電場風電功率預測系統的實施建設。
一時間，風電功率預測系統成了搶手貨。見此良機，風電技術服務商、風電設備制造商、風電開發商以及相關科研機構紛紛研發風電功率預測系統，爭搶風電預測市場的“蛋糕”。
據記者統計，目前國內主要的幾家功率預測服務商有中國電科院、東潤環能、中能電力、兆方美迪、國能日新、北京華軟恒信、南瑞科技、華北電力大學、風脈（武漢）公司等，同時也有多家國際型企業在國內提供預測預報服務。
中國電科院是最早進行風電功率預測系統研發的機構，2008年研制出我國第一套具有完全自主知識產權的風電功率預測系統并投入運行。“截至2013年12月，中國電科院已經完成20套網省電力公司風電功率預測系統，以及近200套風電場端功率預測系統的開發，對應風電裝機容量超過6000萬千瓦。”馮雙磊向《能源》雜志記者介紹說。
一些大型發電集團資金雄厚，研發能力強，自然也會涉及風電功率預測系統的研發。以國內最大的風電開發企業龍源電力為例，“截至目前，龍源的風電功率預測系統已在中國吉林、河北、寧夏、甘肅、新疆、江蘇、福建等13個省市、52個風電場實施推廣，產品具有完全自主知識產權。”吳金城自豪地向記者介紹說。
依托氣象數據方面的優勢，國內氣象部門也投入到風電功率預測系統的研發中。據了解，中國氣象局公共氣象服務中心開發的風電功率預測產品已在甘肅、寧夏、云南、內蒙古、陜西、廣東等省（自治區）的100多個風電場進行應用。
“目前，風電功率預測系統初裝費已經從原來的80萬到100萬元，降到了現在的五六十萬元。”東潤環能市場部經理韓東升說。“風電市場的不斷擴大以及風電預測產品的廣泛運用，分攤了原始的技術投資成本，風電預測產品的價格隨之下降。另一方面，技術的不斷革新也會帶來產品成本的下降。”
中國氣象局公共氣象服務中心資源環境與工程氣象室主任楊振斌說，目前從事風電功率預測技術研究和系統開發的機構較多是一件好事，說明風電功率預測是一個開放的市場，有利于技術進步和服務質量的提高。但是，如此眾多的力量、資源參與，確實也存在水平良莠不齊的情況，會有一個遵循市場規律、優勝劣汰過程。
對此，多位風電開發商建議道，希望國家能成立風電功率預測產品認證機構，對產品的質量和性能進行詳細定義和檢測，給出產品資質認證鑒定，通過此鑒定的企業，方可在行業內推廣、銷售功率預測產品。
偏低的準確率
《風電功率預測預報考核辦法》中規定，風電場月平均風電功率預測預報準確率應達到80%以上。但是，目前的情況是，我國風電功率預測的準確率仍然偏低，并非所有風電場預報的準確率都能滿足要求。而且，“即使準確率達到80%，也意味著10萬千瓦的風電場仍有2萬千瓦的預測偏差，這種偏差在風電負荷低谷時段將更加嚴重，如果按風電預測曲線安排發電計劃將面臨較大的風險。”一位風電開發商這樣說道。
多位專家指出，影響風電場風電功率預測準確率的因素有很多，但數值天氣預報的影響最大。“數值天氣預報預測的是風速、風向、氣溫、氣壓等氣象數據，是風電場開展風電功率預測的基礎和輸入，能否得到準確的數值天氣預報對風電功率預測準確率有很大影響。但是，近地面的風速數值預報難度很大。”中國氣象局風能太陽能資源評估中心首席專家朱蓉說。
目前我國很多風電場都建在邊遠地區，地形差異較大，短時間會有風的快速變化，而“風電功率與風速的3次方相關聯，在這種情況下，如果風速多預報了10%，風電功率的預報就會增加30%。”馮雙磊對《能源》雜志記者說。另外，“個別風電場，由于小氣候比較復雜，風電功率預測在某些時段的準確率要想達到80%以上還是比較困難的。”
除了數值天氣預報，風電功率預測方法也可能會影響預測的準確率。目前國內主要采用的物理方法和統計方法，對數據都有很高要求。如果數據本身不是很完整，或者經過人為影響，或者得到的數據是錯誤的，都會影響到風電功率預測結果的準確度。
同時，數據源（氣象源）也會對預測的準確率造成影響。“總體來說，歐洲和美國的風電功率預測準確率要比我國高一些。比如歐洲，有很多商業性的公司能夠提供氣象服務，氣象方面的數據可以有償或無償共享，通過整合數據源能夠提高預測的準確性。而在我國，社會上能夠提供氣象服務的機構除了氣象部門之外基本上就沒有了。而且在處理這些數據的技術上，我國較歐美也有差距。”吳金城說。
業界呼吁，要整合社會資源，充分發揮氣象局、科研機構、高校、企業的力量，加強基礎學科的建設，全面提升核心技術實力，提高國內預測預報的準確率。
除了風電功率預測準確率的問題，電網公司對于風電功率預測的考核體系也并不完善。首先，各地電網公司考核標準不統一，有些電網公司考核過嚴。
《能源》雜志記者得到的一份各省電網公司考核辦法顯示，全國各地的電網公司對于風電場風電功率預測的考核方式不盡相同，例如，對于限電時段，河北省、江蘇省電網公司不納入考核，而甘肅省電網公司則不論是否限電，均按全天96個時間節點考核。
開發商建議，國家應成立公正的考核機構，出臺合理的考核辦法，建立公開的考核體系，增加考核的透明度，促進功率預測產品的持續完善，更好地為新能源服務。
其次，有些電網公司對風電功率預測的考核結果并沒有一個較為公開透明的發布機制，要么沒有考核發布系統，要么考核精度及相關數據發布不及時，導致風電場很難核對數據，知曉誤差產生的具體原因，也就無從著手提高預測的準確率。“電力調度機構是否可以建設一個風電功率預測上報結果公布平臺，按日公布預測準確率，給我們改進的空間呢？”孟凱鋒建議道。
風電開發商透露，有些電網公司違反能源局的規定，以風電功率預測的準確率作為扣罰上網電量或者進行限電排序的標準。這種情況多發生在北方限電嚴重的地區，究其原因，主要是沒有機構對電網公司進行監督。
此外，據記者了解，在南網調度范圍內，有些省市由于電網裝機負荷大，風電發電量比較小，消納不存在問題，個別風電場和電網端沒有建立風電功率預測系統，電網公司也沒有對風電場進行考核。對此，多位專家表示，即使是風電并網暫時不存在問題的地區，也很難保證以后沒有風電消納問題。
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