《风能太阳能预报检验规范》编制说明

PAGEPAGE7国家标准《风能太阳能预报检验规范》编制说明一、工作简况1、任务来源根据国家标准化管理委员会关于下达2024年第三批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知（国标委发[2024]25号）,本标准属于推荐性国家标准计划项目的第148条，项目编号为20241592-T-416，归口全国气候与气候变化标准化委员会风能太阳能气候资源分技术委员会(SAC/TC540/SC2)。2、编制目的开展风能太阳能预报检验规范主要目的是定量化评价风能太阳能预报产品的性能，通过质量评分形式，对预报产品整体性能给出客观评价，完善预报产品质量评价体系。风能太阳能预报产品包含风速和辐射等要素，不同的预报产品对于不同要素的预报性能各有侧重，通过准确率等评价指标，无法形成对风能太阳能预报产品的统一客观评价。制定风能太阳能预报产品检验规范，是开展预报产品间横向和纵向对比的基础，对于推动风能太阳能预报产品质量提升具有重要意义。3、主要工作过程2023年在全国气候与气候变化标准化委员会支持下，对风能太阳能预报检验进行了深入研究和讨论，提出了项目立项申请。2024年5月国家标准化管理委员会批准了立项申请。2024年8月召开了项目启动会。经过一年多的讨论和修改，形成了目前的征求意见稿。4、国家标准主要起草人及单位本标准主要起草人：高金兵、姚锦烽、申彦波、何佳、贾蓓西、莫景越。本标准由中国气象服务中心公共气象服务中心负责起草。高金兵：起草标准的牵头人，主要负责整个标准的框架结构设计，并参与标准编制。姚锦烽：主要负责标准的审核，并组织中国气象局公共气象服务中心的业务中进行验证。申彦波：主要负责标准的技术指导、协调编制小组工作，并参与标准编制。何佳：主要负责检验指标验证和实现。贾蓓西、莫景越：主要负责收集、整理有关资料和文件，并对标准进行修订。二、编制原则和确定国家标准主要内容1、编制原则本标准结合业务需要，遵从科学性、适用性、可操作性、规范性的原则进行编制。(1)科学性开展风能太阳能预报检验的主要目的是定量化评价风能太阳能预报产品的性能，完善预报产品质量评价体系。风能太阳能气象预报的性能直接影响风能太阳能发电功率预报的质量。风能太阳能预报产品的检验是衡量并改进预报性能，评估风能太阳能气象预报水平的前提，对于提升新能源气象服务能力具有重要意义。本标准吸收了现有国家标准和行业标准相关的技术规定，并通过开展适用性分析及验证，提出的技术方法科学、合理。(2)适用性本标准在编制过程中，参考了相关标准和规范，充分综合了风电场、光伏电站对于轮毂高度风速、辐射等要素的检验要求，并结合了数值天气预报检验的相关技术方法，保证了本标准的适用性。(3)可操作性本标准给出的风能太阳能预报检验方法，综合了现有风电场风速预报检验、光伏场站辐射预报检验以及常规的气象预报产品的检验标准和规范，相关方法已经在业务中开展了验证，具有较强的可操作性。(4)规范性标准依据GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则起草，符合标准编写要求。2、相关内容及确定依据本标准编制过程中广泛调研现行的相关标准，总结归纳风能太阳预报检验方法，根据实际进行调整修改，形成符合业务应用要求的风能太阳能预报检验方法。术语和定义相关术语和定义主要参考GB/T31724—2015、QX/T243—2024、QX/T771-2025、GB/T34303-2017等国家和行业标准，并根据需要对部分定义进行了调整。风能气象预报产品、太阳能气象预报产品、风能太阳能气象预报产品等术语和定义，主要结合实际业务应用情况进行了定义，在考虑了气象部门及能源电力部门使用需求的基础上，确定：风能气象预报产品应至少包含轮毂高度风速预报结果；太阳能气象预报产品应至少包含太阳总辐照度预报结果；风能太阳能气象预报产品应至少包含轮毂高度风速预报和太阳总辐照度预报结果。风能太阳能气象预报产品检验内容检验用预报数据的要求对于必选检验要素、检验时次、时间分辨率等风能太阳能专业预报与常规气象预报存在差别的属性，进行了明确的要求和定义。其中要求：（a）在检验要素和层次方面，风能气象预报产品，应至少检验轮毂高度风速；太阳能气象预报产品，应至少检验太阳总辐照度；风能太阳能气象预报产品，应至少检验轮毂高度风速和太阳总辐照度。（b）在检验时次方面，明确要求了对于短期预报检验应分为三个预报时段：0h~24h[日前]、24h~48h、48h~72h，超短期预报检验对逐15分钟滚动的未来4小时16个预报值中第16个预报值进行检验，选取规则参照QX/T243-2024、QX/T771-2025中相关要求执行。（c）在检验时间分辨率方面，明确要求应为15分钟，与传统的小时级短期预报或者逐6分钟的短临预报相区别。（d）对于可选检验要素和层次、检验区域划分、检验空间分辨率属性，因不同应用场景中对于风能太阳能预报产品的应用要求存在较大差异，所以在本标准编制中不做强制要求，仅对相关处理方法提供参考建议。检验用实况数据的要求对于轮毂高度风速预报检验和太阳辐射预报检验等必选检验要素所对应的实况数据，给出了详细的选取方式。在实况数据选取时，应优先按照QX/T243-2024和QX/T771-2025要求，选用风电场测风塔或风机的风速观测数据、光伏场站的辐射观测数据。因风电场、光伏电站的气象观测数据存在获取难度大、数据质量偏低等问题，可能导致检验用实况数据存在不足。针对实况数据不足的情况，建议根据实际需要使用气象站的观测、插补后的数据或者数值模拟和再分析资料作为检验用实况数据。检验指标与计算方法检验指标与计算方法整体上参照QX/T243-2024、QX/T771-2025、GB/T34303-2017所要求的指标和计算方法。风能太阳能预报产品质量评分针对轮毂高度风速和总辐照度这两个必选检验要素，选取准确率和合格率作为计算质量评分的关键检验指标。可以根据需要确定可选检验要素的指标是否纳入关键检验指标。针对GB/T34303-2017里提到的检验指标，因部分检验指标值域不在[0,1]之间或者指标值与质量不成正比的指标，所以在附录A中针对每个指标提供了转换计算方法。主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期效果1.主要试验验证情况（1）因检验指标与计算方法整体上参照GB/T34303-2017、QX/T243-2024、QX/T771-2025等现行国标和行标，已经在应用中完成了的业务试验或验证，本处不再进行试验分析。（2）风能太阳能预报产品质量评分试验分析选取内蒙古、甘肃作为试验区域开展分析。其中包含内蒙古1个风电场（NM_Wind_1）、和1个光伏电站（NM_Solar_1），甘肃1个风电场（GS_Wind_1）和1个光伏电站（GS_Solar_1）。气象预报数据为基于中国气象局CMA-WSP风能太阳能气象预报系统加工的面向场站的短期预报，气象实况数据来源为：轮毂高度风速实况数据来源于风电场气象观测，总辐照度实况来源于光伏电站，其余要素实况来源于多源实况融合数据。选取代表年数据开展计算。示范风电场以轮毂高度风速、2m温度、2m相对湿度作为检验要素，以轮毂高度风速预报准确率、轮毂高度风速预报合格率、2m温度均方根误差、2m相对湿度均方根误差作为关键检验指标。在本示例中，上述四个关键检验指标权重按照0.4、0.4、0.1、0.1分配。示范光伏电站以总辐照度、2m温度、2m相对湿度、降水作为检验要素，以总辐照度预报准确率、总辐照度预报合格率、2m温度均方根误差、晴雨技巧评分作为关键检验指标。在本示例中，上述四个关键检验指标权重按照0.4、0.4、0.1、0.1分配。如表1所示，内蒙古风电场轮毂高度风速预报准确率在73.3%-80.3%之间、合格率在67.9%-87.1%之间，转换后的2m温度预报均方根误差指标值在57.2%-82.2%之间，转换后的2m相对湿度预报均方根误差指标值在33.0%-58.4%之间，加权平均后计算得到的预报检验质量评分在67.91-78.85之间，年平均预报检验质量评分为75.22。表1内蒙古风电场NM_Wind_1短期（日前）逐月检验结果月份轮毂高度风速预报准确率轮毂高度风速预报合格率2m温度预报均方根误差-转换值2m相对湿度预报均方根误差-转换值预报检验质量评分177.3%78.2%57.3%48.8%72.81279.0%82.1%64.2%33.0%74.16377.9%79.2%69.6%49.9%74.79479.8%85.0%82.2%45.8%78.72579.7%84.5%79.8%51.9%78.85679.0%84.9%75.6%46.0%77.72777.6%83.4%61.7%20.2%72.59879.7%85.0%69.1%44.6%77.25976.8%79.2%70.4%48.7%74.311080.3%87.1%68.9%48.6%78.711176.8%78.3%69.9%58.4%74.871273.3%67.9%57.2%57.1%67.91年平均值75.22如表2所示，甘肃风电场轮毂高度风速预报准确率在82.4%-80.3%之间、合格率在88.4%-98.3%之间，转换后的2m温度预报均方根误差指标值在55.8%-77.5%之间，转换后的2m相对湿度预报均方根误差指标值在11.0%-61.1%之间，加权平均后的预报检验质量评分在75.39-85.82之间，年平均预报检验质量评分为82.03。表2甘肃风电场GS_Wind_1短期（日前）逐月检验结果月份轮毂高度风速预报准确率轮毂高度风速预报合格率2m温度均方根误差-转换值2m相对湿度均方根误差-转换值预报检验质量评分185.5%94.7%74.0%50.2%84.5284.8%94.1%66.7%53.1%83.54383.3%90.0%65.6%50.5%80.93483.9%92.3%70.1%43.9%81.88585.2%94.7%77.5%61.1%85.82682.9%92.0%68.5%48.2%81.63783.4%92.1%68.7%58.9%82.96882.4%88.4%59.7%11.0%75.39982.7%90.4%66.8%43.8%80.31085.5%95.2%55.8%31.0%80.961183.9%92.2%60.2%47.5%81.211287.8%98.3%70.7%37.8%85.29年平均值82.03如表3所示，内蒙古光伏电站总辐照度预报准确率在76.1%-88.1%之间、合格率在74.6%-95.8%之间，转换后的2m温度预报均方根误差指标值在71.2%-88.0%之间，转换后的2m相对湿度预报均方根误差指标值在50.0%-75.3%之间，降水预报晴雨技巧评分在89.3%-100.0%之间，加权平均后的预报检验质量评分在77.93-91.69之间，年平均预报检验质量评分为84.98。表3内蒙古光伏电站NM_Solar_1短期（日前）逐月检验结果月份总辐照度预报准确率总辐照度预报合格率2m温度预报均方根误差-转换值2m相对湿度预报均方根误差-转换值降水预报晴雨技巧评分预报检验质量评分181.8%82.0%81.9%58.0%96.8%83.39283.7%85.9%83.7%51.6%100.0%86.21386.0%90.8%84.4%70.9%100.0%89.16488.1%95.8%88.0%75.3%93.3%91.69582.6%89.9%86.5%63.5%96.8%87.33684.8%91.3%78.8%57.8%90.0%87.32784.5%91.0%71.2%50.8%89.3%86.25883.8%88.5%71.2%57.6%96.6%85.70982.4%84.3%78.9%69.5%100.0%84.571080.9%74.6%77.6%57.2%100.0%79.961179.7%77.3%77.6%65.8%96.6%80.221276.1%75.0%74.9%53.8%100.0%77.93年平均值84.98如表4所示，甘肃光伏电站总辐照度预报准确率在86.2%-93.5%之间、合格率在91.7%-97.5%之间，转换后的2m温度预报均方根误差指标值在6.2%-84.2%之间，转换后的2m相对湿度预报均方根误差指标值在21.7%-57.5%之间，降水预报晴雨技巧评分在83.9%-100.0%之间，加权平均后的预报检验质量评分在87.17-93.65之间，年平均预报检验质量评分为91.27。表4甘肃省光伏电站GS_Solar_1短期（日前）逐月检验结果月份总辐照度预报准确率总辐照度预报合格率2m温度预报均方根误差-转换值2m相对湿度预报均方根误差-转换值降水预报晴雨技巧评分预报检验质量评分191.5%97.0%81.4%21.7%96.8%93.22289.1%94.0%79.5%31.0%100.0%91.19388.2%93.5%84.2%46.2%96.8%90.78490.0%96.0%81.1%41.2%100.0%92.51590.1%96.1%81.1%46.3%100.0%92.59686.2%91.7%70.8%53.2%100.0%88.24788.1%92.3%66.2%57.5%83.9%87.17888.9%94.0%67.3%51.6%90.0%88.89990.5%95.0%69.6%52.1%100.0%91.161091.1%96.3%74.7%40.4%100.0%92.431193.5%97.5%72.5%43.1%100.0%93.651293.2%97.4%71.6%37.6%100.0%93.4年平均值91.27综合以上，内蒙古风电场年平均预报质量评分为75.22，甘肃风电场年平均预报质量评分为82.03，表明预报产品风能要素在甘肃风电场的质量优于内蒙古风电场；内蒙古光伏电站年平均预报质量评分为84.98，甘肃省光伏电站年平均预报质量评分为91.27，表明预报产品太阳能要素在甘肃光伏电站的质量优于内蒙古光伏电站。以内蒙古风电场和内蒙古光伏电站代表内蒙古地区，则内蒙古地区两个场站年平均预报质量评分平均值为80.1，以甘肃风电场和甘肃光伏电站代表甘肃地区，则甘肃地区年平均预报质量评分平均值为86.65，可初步得出结论为预报产品在甘肃地区的整体预报质量优于内蒙古地区。由以上实验可以看出，本标准所设计的预报产品质量评分，具有较好的实用性，充分考虑风光场站对于不同气象预报要素之间的应用差别，也可以通过调节关键检验指标及其权重的范围，计算得出可以横向比较的、可以表征预报产品质量好坏的评分。2.预期效果根据本标准所规定的风能太阳能预报产品检验