風(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報問題及其管理提升淺析摘要：隨著新能源的開發(fā)和使用的過程中，其中風(fēng)電作為一種可再生資源，近年發(fā)展迅猛，在我國電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)比例不斷攀升。由于風(fēng)電場機組出力的隨機性和波動性，當(dāng)風(fēng)電場接入電網(wǎng)的裝機容量較大時，對電網(wǎng)的安全運行及電能質(zhì)量都會產(chǎn)生較大影響。為保證電力系統(tǒng)安全可靠、優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟運行，所有并網(wǎng)運行的風(fēng)電場都必須具備功率預(yù)測、預(yù)報能力。本文基于在風(fēng)電場開展功率預(yù)測管理工作現(xiàn)狀及存在的問題，探討在新能源集控模式下進行集中風(fēng)電功率預(yù)測、預(yù)報的管理提升思路，以期有效提高風(fēng)電功率預(yù)測、預(yù)報工作質(zhì)量。關(guān)鍵詞：風(fēng)電功率；風(fēng)電場；功率預(yù)測；管理建議引言年全國風(fēng)能產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持強勁增長勢頭，全年風(fēng)電裝機容量3200萬千瓦，裝機容量創(chuàng)歷史新高，占我國總裝機容量的8.61863億千3.34.03700萬千瓦。隨著風(fēng)電功率預(yù)測基本概念行狀態(tài)等信息，結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，建立風(fēng)電場輸出功率預(yù)測模型，預(yù)報風(fēng)電場未來一段時間的有功功率。風(fēng)電功率預(yù)測與風(fēng)機輪轂高度、葉片等機組自身因素，地形、地貌、粗糙度等地理環(huán)境及風(fēng)速、風(fēng)向等氣象因素相關(guān)。具體而言，影響風(fēng)電功率預(yù)測準(zhǔn)確性的因素包括數(shù)據(jù)采集與處理、預(yù)測策略、預(yù)測方法（常見的有物理法、統(tǒng)計法以及綜合法）、數(shù)值天氣預(yù)報（以風(fēng)速最為重要）等方面。提高風(fēng)電功率預(yù)測精度，就是要處理好以上影響因素關(guān)系，找到合適的解決方案。目前，行業(yè)內(nèi)進行功率預(yù)測的基本思路是根據(jù)機組信息、地理環(huán)境等信息綜合考慮，采取合適的功率預(yù)測策略，結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報信息，綜合運用物理法與統(tǒng)計法進行功率預(yù)測。影響功率預(yù)測精度的因素功率預(yù)測精度為調(diào)度重要考核指標(biāo)，關(guān)鍵因素數(shù)據(jù)上傳上報質(zhì)量、算法模型、天氣預(yù)報采集數(shù)據(jù)精度、設(shè)備運維管理水平幾個方面，其中氣象預(yù)報為主要影響預(yù)測精度指標(biāo)。經(jīng)過統(tǒng)計分析，影響預(yù)測數(shù)據(jù)精度具體原因包含氣象服務(wù)商、數(shù)據(jù)組問題、主站問題、子站問題、現(xiàn)場問題及調(diào)度問題，詳見下表。風(fēng)電場功率預(yù)測系統(tǒng)建設(shè)及上報要求根據(jù)國家能源局的相關(guān)要求，所有并網(wǎng)運行的風(fēng)電場均應(yīng)具備風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報的能力，并按要求開展風(fēng)電功率預(yù)測、預(yù)報，包括日預(yù)報和實時預(yù)報，其中，日預(yù)報是指對次日0時24時的情況預(yù)測、預(yù)報，實時預(yù)報是指自上報時刻起未來154小時的預(yù)測預(yù)報，15分鐘。風(fēng)電場功率預(yù)測系統(tǒng)提供的日預(yù)測曲線數(shù)據(jù)最大誤差范圍不超過25%，實時預(yù)測誤差不超過15%，全天預(yù)測結(jié)果的均方根誤差應(yīng)小于20%。對于風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)日預(yù)報和實時預(yù)報的時效性方面，國家能源局華中監(jiān)管局于2020年發(fā)布了《華中區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則》及《華中區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細則》版征求意見稿）（”），”對風(fēng)功率預(yù)測精度提出了更高的要求0-24h80%485%，且由按月考核調(diào)整為按日考核，要求日預(yù)報信息上報時間不能晚于當(dāng)日12時，日預(yù)報和實時預(yù)報上報率必須達到100%6考核范圍。風(fēng)電場功率預(yù)測管理存在的問題率預(yù)測、預(yù)報系統(tǒng)，并配備專職人員負責(zé)系統(tǒng)運行維護、預(yù)測預(yù)報管理和向電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)實時傳送數(shù)據(jù)工作，確保預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行。雖然，我國風(fēng)電場管理水平在不斷進步和提升，但是，仍存在諸多短時期內(nèi)難以解決的問題，特別是對于風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報工作，由于涉及到系統(tǒng)硬件、軟件、通訊、模型算法等方面，其管理問題更加突出，具體表現(xiàn)為：其一，風(fēng)電場受氣候影響大，尤其是高ft風(fēng)場到冬季受低溫冰雪影響嚴重，現(xiàn)華中區(qū)域用測風(fēng)塔大部分為拉線式，塔身較高，傳感器極易被冰凍導(dǎo)致測風(fēng)數(shù)據(jù)無法正常測量上傳，嚴重時甚至因塔架覆冰過載造成倒塔，給數(shù)據(jù)正常管理上報帶來困難。其二，風(fēng)電場現(xiàn)場設(shè)備管理難度大，特別是南方區(qū)域，溫度高、濕度大、小動物活動頻繁等問題突出，導(dǎo)致設(shè)備故障發(fā)生頻率大；其三，風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報上傳通道造成上傳通信通道中斷可能性較大；其四，由于風(fēng)電場現(xiàn)場工作環(huán)境較為艱苦，現(xiàn)場值班人員越來越少，很多風(fēng)電場已轉(zhuǎn)為現(xiàn)場值守管理模式，風(fēng)電功率預(yù)測、預(yù)報系統(tǒng)一般由現(xiàn)場人員負責(zé)監(jiān)管，人員專業(yè)性不夠，難以達到軟件維護和預(yù)測模型優(yōu)化等專業(yè)工作要求。集控模式下風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報管理提升建議新能源集控管理的基本思想就是通過對風(fēng)電場、光伏電站等進行遠程監(jiān)視和控制，實現(xiàn)“的管理優(yōu)勢，進而提升新能源發(fā)電運營效率，降低運營成本。對于風(fēng)預(yù)報系統(tǒng)建設(shè)地點移至集控中心，由集控中心進行風(fēng)電功率集中預(yù)測和上報，并安排專人進行維護和管理，達到提高功率預(yù)測預(yù)報可靠性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的目的，具體建議如下：建設(shè)新能源數(shù)據(jù)中心平臺率、實時風(fēng)速等現(xiàn)場數(shù)據(jù)，在集控側(cè)建設(shè)新能源數(shù)據(jù)中心平臺，一是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中采集和管理；二是便于集控進行生產(chǎn)集約化和專業(yè)化管理平臺建設(shè)。集中風(fēng)電功率預(yù)測、預(yù)報系統(tǒng)可在新能源數(shù)據(jù)中心平臺采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，同時要結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報等信息，即可對集控所轄的各個風(fēng)電場進行功率預(yù)測和上報。明確數(shù)據(jù)質(zhì)量管理范疇就近與專業(yè)化管理原則進行合理安排，如測風(fēng)塔、風(fēng)機等相關(guān)信息質(zhì)量由場站負責(zé)，功率預(yù)測方法、數(shù)值天氣預(yù)報等相關(guān)信息質(zhì)量由集控側(cè)負責(zé)。場站至集控的數(shù)據(jù)傳輸通道由集控側(cè)方負責(zé)監(jiān)督管理，由場站側(cè)方負責(zé)日常巡檢維護，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時，由集控值班人員通知場站值守人員進行處理。做好人員專業(yè)化管理工作人員，涉及網(wǎng)絡(luò)信息化、技術(shù)監(jiān)督等方面。基于集中風(fēng)電功率預(yù)測、預(yù)報工作，建議在集控側(cè)設(shè)置風(fēng)電功率預(yù)測管理崗位，并安排專職人員進行管理，做好系統(tǒng)日常維護、誤差分析、模型優(yōu)化等工作，加強功率預(yù)測系統(tǒng)的運行維護管理，密切關(guān)注預(yù)測指標(biāo)及限電計劃，加強對短期預(yù)購功率的人工干預(yù)，提高預(yù)測準(zhǔn)確率，切實提高風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報工作質(zhì)量。開展集中風(fēng)電功率預(yù)測和上報在新能源集控管理模式下，建議將集控所轄風(fēng)電場的功率預(yù)測系統(tǒng)統(tǒng)一集中至集控側(cè)進行建設(shè)和維護，并由集控中心統(tǒng)一向電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)上報風(fēng)電功率預(yù)測信息。結(jié)束語缺維護提供了必要依據(jù)。進一步完善風(fēng)功率預(yù)測的精準(zhǔn)程度，有助于風(fēng)電場更有計劃性地緩解風(fēng)電并網(wǎng)時電力系統(tǒng)因此需要承受的調(diào)控壓力。另一方面也有助于風(fēng)電場以風(fēng)況為依據(jù)，