盧晗

摘要：為推進(jìn)新時期我國經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，強(qiáng)調(diào)構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，越來越重視新能源的開發(fā)和利用。新能源風(fēng)光發(fā)電是一項先進(jìn)的技術(shù)，但其存在很大的隨機(jī)性、波動性和不確定性，對其實施科學(xué)的預(yù)測，在很大程度上能夠降低這些不穩(wěn)定性因素造成的影響，進(jìn)而維護(hù)和保障電網(wǎng)安全運行。本文主要對新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測技術(shù)進(jìn)行簡要闡述和分析，希望對推進(jìn)新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用以及研究發(fā)展等有所啟示。

關(guān)鍵詞：新能源;風(fēng)光發(fā)電;預(yù)測技術(shù)

在不斷發(fā)展中我國的用電需求和用電規(guī)模在擴(kuò)大，強(qiáng)調(diào)持續(xù)加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，并維護(hù)和保障供電輸電的安全穩(wěn)定性。而且，在推進(jìn)我國各行業(yè)和領(lǐng)域發(fā)展過程中也強(qiáng)調(diào)資源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù)，重視一系列新能源的開發(fā)和利用，實現(xiàn)節(jié)能減排和節(jié)能降耗的目標(biāo)。在這一過程中新能源風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電在快速發(fā)展，大規(guī)模的風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)運行，但新能源風(fēng)光發(fā)電也具有隨機(jī)性、波動性和不確定性的特點，也就是說影響新能源風(fēng)光發(fā)電的不穩(wěn)定性因素比較多，需要采取科學(xué)有效的技術(shù)以及管理方法維護(hù)和保障電網(wǎng)的安全運行，通過實施更加精細(xì)化的管理以及更加準(zhǔn)確的預(yù)測，盡可能降低一系列不確定性因素的影響。

1新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測技術(shù)在我國的研究和應(yīng)用相對比較晚，隨著我國新能源戰(zhàn)略的推進(jìn)和實施，國家持續(xù)加大了這方面的研究和投入，提出了新的理論、方法以及技術(shù)。

1）風(fēng)光發(fā)電的原理和影響因素。風(fēng)力發(fā)電主要是利用風(fēng)能推動風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動，風(fēng)機(jī)葉片帶動傳動鏈轉(zhuǎn)動，進(jìn)而有效地推動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，這一過程是風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、然后再轉(zhuǎn)化為電能的過程;光伏發(fā)電主要是利用太陽能光伏組件等設(shè)備，有效將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。影響風(fēng)光發(fā)電的因素比較多，如太陽輻射、日照時數(shù)、溫度、云、風(fēng)力和風(fēng)速等，這些因素的存在都會不同程度的對新能源發(fā)電的穩(wěn)定性和效益產(chǎn)生影響。新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測強(qiáng)調(diào)構(gòu)建一個科學(xué)合理的預(yù)測模型，實現(xiàn)對上述有關(guān)影響因素的科學(xué)預(yù)測和分析，全面收集與風(fēng)光發(fā)電有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對風(fēng)光發(fā)電效益和效率等的科學(xué)預(yù)測[1]。

2）風(fēng)光發(fā)電預(yù)測方法分類。影響新能源風(fēng)光發(fā)電的因素多種多樣，實現(xiàn)對這些因素的預(yù)測是一個相對比較復(fù)雜的過程，尤其是很多因素都具有突發(fā)性和偶然性，使得準(zhǔn)確預(yù)測的難度更大，強(qiáng)調(diào)采用合理的預(yù)測方法以保證結(jié)果的真實有效性和準(zhǔn)確性。常見的主要有以下幾種方法：一是，預(yù)測時間尺度分類。一般將其分為超短期（強(qiáng)調(diào)預(yù)測并獲取未來5分鐘到5小時之內(nèi)的各項數(shù)據(jù)信息，并將獲取到的數(shù)據(jù)用于機(jī)組AGC控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)度等工作的開展和實施，為其提供依據(jù)和服務(wù)）、短期（強(qiáng)調(diào)預(yù)測并獲取未來一到幾天的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并將獲取到的數(shù)據(jù)信息用以支撐日前發(fā)電計劃的制定和發(fā)用電平衡等工作，為其提供依據(jù)和參考，進(jìn)而優(yōu)化發(fā)電計劃的制定，有效提升發(fā)電效率）、中期（強(qiáng)調(diào)預(yù)測并獲取未來一月到幾月的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并將獲取到的數(shù)據(jù)信息用以安排月度檢修計劃、運行方式調(diào)整等工作，為其提供依據(jù)和參考，進(jìn)而保證各項計劃的經(jīng)濟(jì)可行性和安全性）、長期預(yù)測（強(qiáng)調(diào)預(yù)測并獲取年度或多年的數(shù)據(jù)信息，并為電網(wǎng)規(guī)劃工作的開展以及年度檢修計劃、運行方式的制定和調(diào)整提供依據(jù)和參考）。二是，預(yù)測對象分類。一般主要可以分為直接預(yù)測和間接預(yù)測兩類，直接預(yù)測強(qiáng)調(diào)基于相關(guān)預(yù)測模型、風(fēng)光發(fā)電情況、歷史數(shù)據(jù)以及天氣預(yù)報數(shù)據(jù)等信息數(shù)據(jù)直接對發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測和分析，間接預(yù)測則是基于風(fēng)電相關(guān)情況、風(fēng)力功率轉(zhuǎn)換、光電功率轉(zhuǎn)換等，在對其進(jìn)行科學(xué)分析和計算的基礎(chǔ)上，得出風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。三是，按照預(yù)測原理可以將其分為統(tǒng)計方法、物理方法和組合預(yù)測法三類。四是，按照預(yù)測空間尺度可以將其分為單機(jī)預(yù)測、單站預(yù)測、區(qū)域風(fēng)光發(fā)電預(yù)測三類[2]。

2新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測技術(shù)的發(fā)展

為更好地滿足新能源風(fēng)光發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實需要，需要推進(jìn)新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測技術(shù)的不斷創(chuàng)新和持續(xù)完善，結(jié)合實際工作的需要選擇適合的預(yù)測方法和技術(shù)。例如，一是，基于數(shù)值天氣預(yù)報NWP的預(yù)測法是一項比較成熟的技術(shù)，可以實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的實時化綜合分析，在一些新建的光伏電站和風(fēng)電場可以選擇該技術(shù)，能取得比較好的成果。二是，以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的現(xiàn)代統(tǒng)計預(yù)測法也經(jīng)常被運用到預(yù)測風(fēng)光功率方面，而且人工神經(jīng)網(wǎng)的自學(xué)能力和自適應(yīng)能力也更強(qiáng)，隨著人工智能的不斷發(fā)展，也需要對該技術(shù)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)和完善。三是，模糊概率預(yù)測方法的應(yīng)用主要是因為在新能源風(fēng)光發(fā)電中存在著很多不確定因素和隨機(jī)性、波動性大的因素，此時就需要借助模糊概率預(yù)測的方法描述風(fēng)光發(fā)電功率預(yù)測誤差概率分布，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測和分析。四是，組合預(yù)測法是一種能夠有效提高新能源風(fēng)光預(yù)測準(zhǔn)確度的技術(shù)和手段，強(qiáng)調(diào)結(jié)合實際情況將兩種或兩種以上的單一預(yù)測方法有效的結(jié)合起來，構(gòu)建一個更加完善的新能源風(fēng)力發(fā)電預(yù)測模型，對各項影響因素實施綜合化的考慮和分析，保證預(yù)測的準(zhǔn)確性，但采用該方法需要處理的信息和數(shù)據(jù)量比較大，且計算的成本相對比較高[3]。

3結(jié)束語

新能源風(fēng)光發(fā)電滿足了新時期我國的用電和供電需求，新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，在很大程度上有助于保證新能源風(fēng)光發(fā)電的穩(wěn)定性，減少風(fēng)光發(fā)電的運營成本，通過將新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測與網(wǎng)絡(luò)約束分析管控、日前調(diào)度計劃、日內(nèi)發(fā)電滾動計劃等有效結(jié)合起來，既有助于保障電網(wǎng)安全控制水平，同時也有助于提高新能源消納能力。而且，新能源風(fēng)光發(fā)電企業(yè)在推進(jìn)其自身發(fā)展的過程中通過科學(xué)合理的運用風(fēng)光發(fā)電預(yù)測技術(shù)，實現(xiàn)發(fā)電情況的科學(xué)預(yù)測和系統(tǒng)化分析，進(jìn)而為風(fēng)光發(fā)電企業(yè)合理安排檢修計劃等提供依據(jù)和參考，在很大程度上降低了風(fēng)光發(fā)電企業(yè)棄風(fēng)、棄光的情況出現(xiàn)，有助于提高風(fēng)光發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]張怡.新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].浙江水利水電學(xué)院學(xué)報.2018，30（01）：68-74.

[2]陳國平，李明節(jié)，許濤等.關(guān)于新能源發(fā)展的技術(shù)瓶頸研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2019，37（1）：20-26.

[3]鄭婷婷，王海霞，李衛(wèi)東.風(fēng)電預(yù)測技術(shù)及其性能評價綜述[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2018，7（2）：104-109.