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        探路風(fēng)電預(yù)報

        2014-03-27 21:40:46王佳麗
        能源 2014年3期
        關(guān)鍵詞:電功率風(fēng)電場風(fēng)電

        王佳麗

        在風(fēng)電領(lǐng)域,風(fēng)電預(yù)報并不是一個新鮮名詞。風(fēng)電預(yù)報是較為口語化的說法,更為專業(yè)化的表述方式是風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報。所謂風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報,就是風(fēng)電場經(jīng)營企業(yè)根據(jù)氣象條件、統(tǒng)計規(guī)律等技術(shù)和手段,提前對單個風(fēng)電場或風(fēng)電場群未來一段時間的發(fā)電功率或出力情況進行分析預(yù)報,向電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)提交預(yù)報結(jié)果,以提高風(fēng)電場與電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行的能力。

        由于風(fēng)電本身具有波動性、間歇性,當(dāng)風(fēng)電在電網(wǎng)中占比提升到一定比例之后,會對電網(wǎng)的運行安全產(chǎn)生風(fēng)險。如何在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的條件下盡可能多接納風(fēng)電,是行業(yè)內(nèi)一直在探討的問題。在這種情況下,風(fēng)電預(yù)報應(yīng)時而生。

        其實,早在2005年,中國風(fēng)電進入起步階段時,國內(nèi)就已經(jīng)開始關(guān)注風(fēng)電預(yù)報了,但那時針對風(fēng)電預(yù)報的一些研究走入了誤區(qū),真正確定風(fēng)電預(yù)報研究方向、技術(shù)路線是在2007年,到了2011年風(fēng)電預(yù)報才大規(guī)模開展起來。

        2011年6月,國家能源局發(fā)布《風(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報管理暫行辦法》,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。

        根據(jù)國家能源局《風(fēng)電功率預(yù)報與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運行實施細(xì)則》規(guī)定,電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)也應(yīng)該建立覆蓋整個調(diào)度管轄區(qū)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng),開展電力系統(tǒng)風(fēng)電功率預(yù)測工作。中國電科院新能源研究所資源評價與功率預(yù)測研究室主任馮雙磊說:“風(fēng)電場和電網(wǎng)公司都安裝風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng),一方面有利于預(yù)測結(jié)果的相互校驗,使電網(wǎng)公司制定的發(fā)電計劃更加完備、可靠;另一方面也可以避免因系統(tǒng)軟硬件故障導(dǎo)致電網(wǎng)公司做不了發(fā)電計劃,起到互備的作用?!?/p>

        無論是站在電網(wǎng)公司還是風(fēng)電場開發(fā)企業(yè)的角度來看,開展風(fēng)電預(yù)報都頗有好處?!坝捎陲L(fēng)電預(yù)報能夠提高風(fēng)電的可預(yù)見性,電網(wǎng)可以明確認(rèn)知區(qū)域內(nèi)風(fēng)電發(fā)電預(yù)期,從而科學(xué)制定發(fā)電計劃,進行電力調(diào)度。而風(fēng)電場開發(fā)企業(yè)也可以利用風(fēng)電預(yù)報選擇風(fēng)力較小的天氣合理安排風(fēng)電機組設(shè)備的檢修,盡可能減少因風(fēng)電機組檢修無法發(fā)電帶來的發(fā)電量損失?!饼堅措娏稍偕茉囱芯堪l(fā)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(fēng)電場小范圍地安裝了相關(guān)的預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)之外,絕大部分風(fēng)電場都沒有安裝?!白阅茉淳帧讹L(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報管理暫行辦法》出臺之后,僅龍源電力,就有100多個風(fēng)電場需要安裝風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)?!敝心茈娏萍奸_發(fā)有限公司風(fēng)電技術(shù)開發(fā)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(fù)責(zé)龍源風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的實施建設(shè)。

        一時間,風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)成了搶手貨。見此良機,風(fēng)電技術(shù)服務(wù)商、風(fēng)電設(shè)備制造商、風(fēng)電開發(fā)商以及相關(guān)科研機構(gòu)紛紛研發(fā)風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng),爭搶風(fēng)電預(yù)測市場的“蛋糕”。

        據(jù)記者統(tǒng)計,目前國內(nèi)主要的幾家功率預(yù)測服務(wù)商有中國電科院、東潤環(huán)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(xué)、風(fēng)脈(武漢)公司等,同時也有多家國際型企業(yè)在國內(nèi)提供預(yù)測預(yù)報服務(wù)。

        中國電科院是最早進行風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)研發(fā)的機構(gòu),2008年研制出我國第一套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)并投入運行?!敖刂?013年12月,中國電科院已經(jīng)完成20套網(wǎng)省電力公司風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng),以及近200套風(fēng)電場端功率預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā),對應(yīng)風(fēng)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(fā)電集團資金雄厚,研發(fā)能力強,自然也會涉及風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的研發(fā)。以國內(nèi)最大的風(fēng)電開發(fā)企業(yè)龍源電力為例,“截至目前,龍源的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)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(fēng)電場實施推廣,產(chǎn)品具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)?!眳墙鸪亲院赖叵蛴浾呓榻B說。

        依托氣象數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢,國內(nèi)氣象部門也投入到風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的研發(fā)中。據(jù)了解,中國氣象局公共氣象服務(wù)中心開發(fā)的風(fēng)電功率預(yù)測產(chǎn)品已在甘肅、寧夏、云南、內(nèi)蒙古、陜西、廣東等?。ㄗ灾螀^(qū))的100多個風(fēng)電場進行應(yīng)用。

        “目前,風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)初裝費已經(jīng)從原來的80萬到100萬元,降到了現(xiàn)在的五六十萬元。”東潤環(huán)能市場部經(jīng)理韓東升說。“風(fēng)電市場的不斷擴大以及風(fēng)電預(yù)測產(chǎn)品的廣泛運用,分?jǐn)偭嗽嫉募夹g(shù)投資成本,風(fēng)電預(yù)測產(chǎn)品的價格隨之下降。另一方面,技術(shù)的不斷革新也會帶來產(chǎn)品成本的下降。”

        中國氣象局公共氣象服務(wù)中心資源環(huán)境與工程氣象室主任楊振斌說,目前從事風(fēng)電功率預(yù)測技術(shù)研究和系統(tǒng)開發(fā)的機構(gòu)較多是一件好事,說明風(fēng)電功率預(yù)測是一個開放的市場,有利于技術(shù)進步和服務(wù)質(zhì)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(guī)律、優(yōu)勝劣汰過程。

        對此,多位風(fēng)電開發(fā)商建議道,希望國家能成立風(fēng)電功率預(yù)測產(chǎn)品認(rèn)證機構(gòu),對產(chǎn)品的質(zhì)量和性能進行詳細(xì)定義和檢測,給出產(chǎn)品資質(zhì)認(rèn)證鑒定,通過此鑒定的企業(yè),方可在行業(yè)內(nèi)推廣、銷售功率預(yù)測產(chǎn)品。

        偏低的準(zhǔn)確率

        《風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報考核辦法》中規(guī)定,風(fēng)電場月平均風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報準(zhǔn)確率應(yīng)達到80%以上。但是,目前的情況是,我國風(fēng)電功率預(yù)測的準(zhǔn)確率仍然偏低,并非所有風(fēng)電場預(yù)報的準(zhǔn)確率都能滿足要求。而且,“即使準(zhǔn)確率達到80%,也意味著10萬千瓦的風(fēng)電場仍有2萬千瓦的預(yù)測偏差,這種偏差在風(fēng)電負(fù)荷低谷時段將更加嚴(yán)重,如果按風(fēng)電預(yù)測曲線安排發(fā)電計劃將面臨較大的風(fēng)險。”一位風(fēng)電開發(fā)商這樣說道。

        多位專家指出,影響風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測準(zhǔn)確率的因素有很多,但數(shù)值天氣預(yù)報的影響最大。“數(shù)值天氣預(yù)報預(yù)測的是風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓等氣象數(shù)據(jù),是風(fēng)電場開展風(fēng)電功率預(yù)測的基礎(chǔ)和輸入,能否得到準(zhǔn)確的數(shù)值天氣預(yù)報對風(fēng)電功率預(yù)測準(zhǔn)確率有很大影響。但是,近地面的風(fēng)速數(shù)值預(yù)報難度很大?!敝袊鴼庀缶诛L(fēng)能太陽能資源評估中心首席專家朱蓉說。

        目前我國很多風(fēng)電場都建在邊遠(yuǎn)地區(qū),地形差異較大,短時間會有風(fēng)的快速變化,而“風(fēng)電功率與風(fēng)速的3次方相關(guān)聯(lián),在這種情況下,如果風(fēng)速多預(yù)報了10%,風(fēng)電功率的預(yù)報就會增加30%?!瘪T雙磊對《能源》雜志記者說。另外,“個別風(fēng)電場,由于小氣候比較復(fù)雜,風(fēng)電功率預(yù)測在某些時段的準(zhǔn)確率要想達到80%以上還是比較困難的?!?

        除了數(shù)值天氣預(yù)報,風(fēng)電功率預(yù)測方法也可能會影響預(yù)測的準(zhǔn)確率。目前國內(nèi)主要采用的物理方法和統(tǒng)計方法,對數(shù)據(jù)都有很高要求。如果數(shù)據(jù)本身不是很完整,或者經(jīng)過人為影響,或者得到的數(shù)據(jù)是錯誤的,都會影響到風(fēng)電功率預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確度。

        同時,數(shù)據(jù)源(氣象源)也會對預(yù)測的準(zhǔn)確率造成影響。“總體來說,歐洲和美國的風(fēng)電功率預(yù)測準(zhǔn)確率要比我國高一些。比如歐洲,有很多商業(yè)性的公司能夠提供氣象服務(wù),氣象方面的數(shù)據(jù)可以有償或無償共享,通過整合數(shù)據(jù)源能夠提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。而在我國,社會上能夠提供氣象服務(wù)的機構(gòu)除了氣象部門之外基本上就沒有了。而且在處理這些數(shù)據(jù)的技術(shù)上,我國較歐美也有差距?!眳墙鸪钦f。

        業(yè)界呼吁,要整合社會資源,充分發(fā)揮氣象局、科研機構(gòu)、高校、企業(yè)的力量,加強基礎(chǔ)學(xué)科的建設(shè),全面提升核心技術(shù)實力,提高國內(nèi)預(yù)測預(yù)報的準(zhǔn)確率。

        除了風(fēng)電功率預(yù)測準(zhǔn)確率的問題,電網(wǎng)公司對于風(fēng)電功率預(yù)測的考核體系也并不完善。首先,各地電網(wǎng)公司考核標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,有些電網(wǎng)公司考核過嚴(yán)。

        《能源》雜志記者得到的一份各省電網(wǎng)公司考核辦法顯示,全國各地的電網(wǎng)公司對于風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)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(wǎng)公司不納入考核,而甘肅省電網(wǎng)公司則不論是否限電,均按全天96個時間節(jié)點考核。

        開發(fā)商建議,國家應(yīng)成立公正的考核機構(gòu),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(yù)測產(chǎn)品的持續(xù)完善,更好地為新能源服務(wù)。

        其次,有些電網(wǎng)公司對風(fēng)電功率預(yù)測的考核結(jié)果并沒有一個較為公開透明的發(fā)布機制,要么沒有考核發(fā)布系統(tǒng),要么考核精度及相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)布不及時,導(dǎo)致風(fēng)電場很難核對數(shù)據(jù),知曉誤差產(chǎn)生的具體原因,也就無從著手提高預(yù)測的準(zhǔn)確率?!半娏φ{(diào)度機構(gòu)是否可以建設(shè)一個風(fēng)電功率預(yù)測上報結(jié)果公布平臺,按日公布預(yù)測準(zhǔn)確率,給我們改進的空間呢?”孟凱鋒建議道。

        風(fēng)電開發(fā)商透露,有些電網(wǎng)公司違反能源局的規(guī)定,以風(fēng)電功率預(yù)測的準(zhǔn)確率作為扣罰上網(wǎng)電量或者進行限電排序的標(biāo)準(zhǔn)。這種情況多發(fā)生在北方限電嚴(yán)重的地區(qū),究其原因,主要是沒有機構(gòu)對電網(wǎng)公司進行監(jiān)督。

        此外,據(jù)記者了解,在南網(wǎng)調(diào)度范圍內(nèi),有些省市由于電網(wǎng)裝機負(fù)荷大,風(fēng)電發(fā)電量比較小,消納不存在問題,個別風(fēng)電場和電網(wǎng)端沒有建立風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng),電網(wǎng)公司也沒有對風(fēng)電場進行考核。對此,多位專家表示,即使是風(fēng)電并網(wǎng)暫時不存在問題的地區(qū),也很難保證以后沒有風(fēng)電消納問題。

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