风电场功率预测预报问题及其管理提升浅析

风电场功率预测预报问题及其管理提升浅析摘要：随着新能源的开发和使用的过程中，其中风电作为一种可再生资源，近年发展迅猛，在我国电网电源结构比例不断攀升。由于风电场机组出力的随机性和波动性，当风电场接入电网的装机容量较大时，对电网的安全运行及电能质量都会产生较大影响。为保证电力系统安全可靠、优质经济运行，所有并网运行的风电场都必须具备功率预测、预报能力。本文基于在风电场开展功率预测管理工作现状及存在的问题，探讨在新能源集控模式下进行集中风电功率预测、预报的管理提升思路，以期有效提高风电功率预测、预报工作质量。关键词：风电功率；风电场；功率预测；管理建议引言年全国风能产业继续保持强劲增长势头，全年风电装机容量3200万千瓦，装机容量创历史新高，占我国总装机容量的8.61863亿千3.34.03700万千瓦。随着风电功率预测基本概念行状态等信息，结合数值天气预报数据，建立风电场输出功率预测模型，预报风电场未来一段时间的有功功率。风电功率预测与风机轮毂高度、叶片等机组自身因素，地形、地貌、粗糙度等地理环境及风速、风向等气象因素相关。具体而言，影响风电功率预测准确性的因素包括数据采集与处理、预测策略、预测方法（常见的有物理法、统计法以及综合法）、数值天气预报（以风速最为重要）等方面。提高风电功率预测精度，就是要处理好以上影响因素关系，找到合适的解决方案。目前，行业内进行功率预测的基本思路是根据机组信息、地理环境等信息综合考虑，采取合适的功率预测策略，结合数值天气预报信息，综合运用物理法与统计法进行功率预测。影响功率预测精度的因素功率预测精度为调度重要考核指标，关键因素数据上传上报质量、算法模型、天气预报采集数据精度、设备运维管理水平几个方面，其中气象预报为主要影响预测精度指标。经过统计分析，影响预测数据精度具体原因包含气象服务商、数据组问题、主站问题、子站问题、现场问题及调度问题，详见下表。风电场功率预测系统建设及上报要求根据国家能源局的相关要求，所有并网运行的风电场均应具备风电功率预测预报的能力，并按要求开展风电功率预测、预报，包括日预报和实时预报，其中，日预报是指对次日0时24时的情况预测、预报，实时预报是指自上报时刻起未来154小时的预测预报，15分钟。风电场功率预测系统提供的日预测曲线数据最大误差范围不超过25%，实时预测误差不超过15%，全天预测结果的均方根误差应小于20%。对于风电功率预测系统日预报和实时预报的时效性方面，国家能源局华中监管局于2020年发布了《华中区域发电厂并网运行管理实施细则》及《华中区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》版征求意见稿）（”），”对风功率预测精度提出了更高的要求0-24h80%485%，且由按月考核调整为按日考核，要求日预报信息上报时间不能晚于当日12时，日预报和实时预报上报率必须达到100%6考核范围。风电场功率预测管理存在的问题率预测、预报系统，并配备专职人员负责系统运行维护、预测预报管理和向电网调度机构实时传送数据工作，确保预测预报系统稳定可靠运行。虽然，我国风电场管理水平在不断进步和提升，但是，仍存在诸多短时期内难以解决的问题，特别是对于风电功率预测预报工作，由于涉及到系统硬件、软件、通讯、模型算法等方面，其管理问题更加突出，具体表现为：其一，风电场受气候影响大，尤其是高ft风场到冬季受低温冰雪影响严重，现华中区域用测风塔大部分为拉线式，塔身较高，传感器极易被冰冻导致测风数据无法正常测量上传，严重时甚至因塔架覆冰过载造成倒塔，给数据正常管理上报带来困难。其二，风电场现场设备管理难度大，特别是南方区域，温度高、湿度大、小动物活动频繁等问题突出，导致设备故障发生频率大；其三，风电功率预测预报上传通道造成上传通信通道中断可能性较大；其四，由于风电场现场工作环境较为艰苦，现场值班人员越来越少，很多风电场已转为现场值守管理模式，风电功率预测、预报系统一般由现场人员负责监管，人员专业性不够，难以达到软件维护和预测模型优化等专业工作要求。集控模式下风电功率预测预报管理提升建议新能源集控管理的基本思想就是通过对风电场、光伏电站等进行远程监视和控制，实现“的管理优势，进而提升新能源发电运营效率，降低运营成本。对于风预报系统建设地点移至集控中心，由集控中心进行风电功率集中预测和上报，并安排专人进行维护和管理，达到提高功率预测预报可靠性、稳定性和准确性的目的，具体建议如下：建设新能源数据中心平台率、实时风速等现场数据，在集控侧建设新能源数据中心平台，一是实现数据的集中采集和管理；二是便于集控进行生产集约化和专业化管理平台建设。集中风电功率预测、预报系统可在新能源数据中心平台采集现场数据，同时要结合数值天气预报等信息，即可对集控所辖的各个风电场进行功率预测和上报。明确数据质量管理范畴就近与专业化管理原则进行合理安排，如测风塔、风机等相关信息质量由场站负责，功率预测方法、数值天气预报等相关信息质量由集控侧负责。场站至集控的数据传输通道由集控侧方负责监督管理，由场站侧方负责日常巡检维护，当发现异常情况时，由集控值班人员通知场站值守人员进行处理。做好人员专业化管理工作人员，涉及网络信息化、技术监督等方面。基于集中风电功率预测、预报工作，建议在集控侧设置风电功率预测管理岗位，并安排专职人员进行管理，做好系统日常维护、误差分析、模型优化等工作，加强功率预测系统的运行维护管理，密切关注预测指标及限电计划，加强对短期预购功率的人工干预，提高预测准确率，切实提高风电功率预测预报工作质量。开展集中风电功率预测和上报在新能源集控管理模式下，建议将集控所辖风电场的功率预测系统统一集中至集控侧进行建设和维护，并由集控中心统一向电网调度机构上报风电功率预测信息。结束语缺维护提供了必要依据。进一步完善风功率预测的精准程度，有助于风电场更有计划性地缓解风电并网时电力系统因此需要承受的调控压力。另一方面也有助于风电场以风况为依据，