http://bfqmb.cn 2014-03-10 16:45 來(lái)源:《能源》
為確保電網(wǎng)在安全穩(wěn)定運(yùn)行條件下盡可能多接納風(fēng)電,風(fēng)電預(yù)報(bào)的重要性愈發(fā)突出。然而,國(guó)內(nèi)風(fēng)電預(yù)報(bào)仍面臨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率偏低、電網(wǎng)考核機(jī)制不完善等問(wèn)題。
在風(fēng)電領(lǐng)域,風(fēng)電預(yù)報(bào)并不是一個(gè)新鮮名詞。風(fēng)電預(yù)報(bào)是較為口語(yǔ)化的說(shuō)法,更為專(zhuān)業(yè)化的表述方式是風(fēng)電功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。所謂風(fēng)電功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),就是風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)根據(jù)氣象條件、統(tǒng)計(jì)規(guī)律等技術(shù)和手段,提前對(duì)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)或風(fēng)電場(chǎng)群未來(lái)一段時(shí)間的發(fā)電功率或出力情況進(jìn)行分析預(yù)報(bào),向電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提交預(yù)報(bào)結(jié)果,以提高風(fēng)電場(chǎng)與電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的能力。
由于風(fēng)電本身具有波動(dòng)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(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行安全產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。如何在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)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(wèn)題。在這種情況下,風(fēng)電預(yù)報(bào)應(yīng)時(shí)而生。
其實(shí),早在2005年,中國(guó)風(fēng)電進(jìn)入起步階段時(shí),國(guó)內(nèi)就已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注風(fēng)電預(yù)報(bào)了,但那時(shí)針對(duì)風(fēng)電預(yù)報(bào)的一些研究走入了誤區(qū),真正確定風(fēng)電預(yù)報(bào)研究方向、技術(shù)路線(xiàn)是在2007年,到了2011年風(fēng)電預(yù)報(bào)才大規(guī)模開(kāi)展起來(lái)。
2011年6月,國(guó)家能源局發(fā)布《風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)管理暫行辦法》,要求所有并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)均應(yīng)具備風(fēng)電功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的能力,并按要求開(kāi)展風(fēng)電功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
根據(jù)國(guó)家能源局《風(fēng)電功率預(yù)報(bào)與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行實(shí)施細(xì)則》規(guī)定,電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)也應(yīng)該建立覆蓋整個(gè)調(diào)度管轄區(qū)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),開(kāi)展電力系統(tǒng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)工作。中國(guó)電科院新能源研究所資源評(píng)價(jià)與功率預(yù)測(cè)研究室主任馮雙磊說(shuō):“風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)公司都安裝風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),一方面有利于預(yù)測(cè)結(jié)果的相互校驗(yàn),使電網(wǎng)公司制定的發(fā)電計(jì)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(jì)劃,起到互備的作用。”
無(wú)論是站在電網(wǎng)公司還是風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)企業(yè)的角度來(lái)看,開(kāi)展風(fēng)電預(yù)報(bào)都頗有好處。“由于風(fēng)電預(yù)報(bào)能夠提高風(fēng)電的可預(yù)見(jiàn)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(jì)劃,進(jìn)行電力調(diào)度。而風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)企業(yè)也可以利用風(fēng)電預(yù)報(bào)選擇風(fēng)力較小的天氣合理安排風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的檢修,盡可能減少因風(fēng)電機(jī)組檢修無(wú)法發(fā)電帶來(lái)的發(fā)電量損失。”龍?jiān)措娏稍偕茉囱芯堪l(fā)展中心主任吳金城說(shuō)道。
開(kāi)放的市場(chǎng)
2011年6月以前,除了一些風(fēng)電場(chǎng)小范圍地安裝了相關(guān)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)之外,絕大部分風(fēng)電場(chǎng)都沒(méi)有安裝。“自能源局《風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)管理暫行辦法》出臺(tái)之后,僅龍?jiān)措娏?,就?00多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)需要安裝風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)。”中能電力科技開(kāi)發(fā)有限公司風(fēng)電技術(shù)開(kāi)發(fā)部副主任孟凱鋒告訴記者說(shuō)。該公司是龍?jiān)措娏Φ淖庸?,?fù)責(zé)龍?jiān)达L(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施建設(shè)。
一時(shí)間,風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)成了搶手貨。見(jiàn)此良機(jī),風(fēng)電技術(shù)服務(wù)商、風(fēng)電設(shè)備制造商、風(fēng)電開(kāi)發(fā)商以及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)紛紛研發(fā)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),爭(zhēng)搶風(fēng)電預(yù)測(cè)市場(chǎng)的“蛋糕”。
據(jù)記者統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)主要的幾家功率預(yù)測(cè)服務(wù)商有中國(guó)電科院、東潤(rùn)環(huán)能、中能電力、兆方美迪、國(guó)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(shí)也有多家國(guó)際型企業(yè)在國(guó)內(nèi)提供預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)。
中國(guó)電科院是最早進(jìn)行風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)的機(jī)構(gòu),2008年研制出我國(guó)第一套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)并投入運(yùn)行。“截至2013年12月,中國(guó)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(cè)系統(tǒng),以及近200套風(fēng)電場(chǎng)端功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),對(duì)應(yīng)風(fēng)電裝機(jī)容量超過(guò)6000萬(wàn)千瓦。”馮雙磊向《能源》雜志記者介紹說(shuō)。
一些大型發(fā)電集團(tuán)資金雄厚,研發(fā)能力強(qiáng),自然也會(huì)涉及風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)。以國(guó)內(nèi)最大的風(fēng)電開(kāi)發(fā)企業(yè)龍?jiān)措娏槔?ldquo;截至目前,龍?jiān)吹娘L(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)已在中國(guó)吉林、河北、寧夏、甘肅、新疆、江蘇、福建等13個(gè)省市、52個(gè)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)施推廣,產(chǎn)品具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。”吳金城自豪地向記者介紹說(shuō)。
依托氣象數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)氣象部門(mén)也投入到風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)中。據(jù)了解,中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心開(kāi)發(fā)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)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(gè)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用。
“目前,風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)初裝費(fèi)已經(jīng)從原來(lái)的80萬(wàn)到100萬(wàn)元,降到了現(xiàn)在的五六十萬(wàn)元。”東潤(rùn)環(huán)能市場(chǎng)部經(jīng)理韓東升說(shuō)。“風(fēng)電市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大以及風(fēng)電預(yù)測(cè)產(chǎn)品的廣泛運(yùn)用,分?jǐn)偭嗽嫉募夹g(shù)投資成本,風(fēng)電預(yù)測(cè)產(chǎn)品的價(jià)格隨之下降。另一方面,技術(shù)的不斷革新也會(huì)帶來(lái)產(chǎn)品成本的下降。”
中國(guó)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(shuō),目前從事風(fēng)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)研究和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的機(jī)構(gòu)較多是一件好事,說(shuō)明風(fēng)電功率預(yù)測(cè)是一個(gè)開(kāi)放的市場(chǎng),有利于技術(shù)進(jìn)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(shí)也存在水平良莠不齊的情況,會(huì)有一個(gè)遵循市場(chǎng)規(guī)律、優(yōu)勝劣汰過(guò)程。
對(duì)此,多位風(fēng)電開(kāi)發(fā)商建議道,希望國(guó)家能成立風(fēng)電功率預(yù)測(cè)產(chǎn)品認(rèn)證機(jī)構(gòu),對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和性能進(jìn)行詳細(xì)定義和檢測(cè),給出產(chǎn)品資質(zhì)認(rèn)證鑒定,通過(guò)此鑒定的企業(yè),方可在行業(yè)內(nèi)推廣、銷(xiāo)售功率預(yù)測(cè)產(chǎn)品。
偏低的準(zhǔn)確率
《風(fēng)電功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)考核辦法》中規(guī)定,風(fēng)電場(chǎng)月平均風(fēng)電功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率應(yīng)達(dá)到80%以上。但是,目前的情況是,我國(guó)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率仍然偏低,并非所有風(fēng)電場(chǎng)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率都能滿(mǎn)足要求。而且,“即使準(zhǔn)確率達(dá)到80%,也意味著10萬(wàn)千瓦的風(fēng)電場(chǎng)仍有2萬(wàn)千瓦的預(yù)測(cè)偏差,這種偏差在風(fēng)電負(fù)荷低谷時(shí)段將更加嚴(yán)重,如果按風(fēng)電預(yù)測(cè)曲線(xiàn)安排發(fā)電計(jì)劃將面臨較大的風(fēng)險(xiǎn)。”一位風(fēng)電開(kāi)發(fā)商這樣說(shuō)道。
多位專(zhuān)家指出,影響風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率的因素有很多,但數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的影響最大。“數(shù)值天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的是風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓等氣象數(shù)據(jù),是風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)和輸入,能否得到準(zhǔn)確的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)對(duì)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率有很大影響。但是,近地面的風(fēng)速數(shù)值預(yù)報(bào)難度很大。”中國(guó)氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能資源評(píng)估中心首席專(zhuān)家朱蓉說(shuō)。
目前我國(guó)很多風(fēng)電場(chǎng)都建在邊遠(yuǎn)地區(qū),地形差異較大,短時(shí)間會(huì)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(bào)了10%,風(fēng)電功率的預(yù)報(bào)就會(huì)增加30%。”馮雙磊對(duì)《能源》雜志記者說(shuō)。另外,“個(gè)別風(fēng)電場(chǎng),由于小氣候比較復(fù)雜,風(fēng)電功率預(yù)測(cè)在某些時(shí)段的準(zhǔn)確率要想達(dá)到80%以上還是比較困難的。”
除了數(shù)值天氣預(yù)報(bào),風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法也可能會(huì)影響預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。目前國(guó)內(nèi)主要采用的物理方法和統(tǒng)計(jì)方法,對(duì)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(guò)人為影響,或者得到的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的,都會(huì)影響到風(fēng)電功率預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。
同時(shí),數(shù)據(jù)源(氣象源)也會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率造成影響。“總體來(lái)說(shuō),歐洲和美國(guó)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率要比我國(guó)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(wú)償共享,通過(guò)整合數(shù)據(jù)源能夠提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。而在我國(guó),社會(huì)上能夠提供氣象服務(wù)的機(jī)構(gòu)除了氣象部門(mén)之外基本上就沒(méi)有了。而且在處理這些數(shù)據(jù)的技術(shù)上,我國(guó)較歐美也有差距。”吳金城說(shuō)。
業(yè)界呼吁,要整合社會(huì)資源,充分發(fā)揮氣象局、科研機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)的力量,加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)科的建設(shè),全面提升核心技術(shù)實(shí)力,提高國(guó)內(nèi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。
除了風(fēng)電功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率的問(wèn)題,電網(wǎng)公司對(duì)于風(fēng)電功率預(yù)測(cè)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(guò)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(guó)各地的電網(wǎng)公司對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的考核方式不盡相同,例如,對(duì)于限電時(shí)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(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)考核。
開(kāi)發(fā)商建議,國(guó)家應(yīng)成立公正的考核機(jī)構(gòu),出臺(tái)合理的考核辦法,建立公開(kāi)的考核體系,增加考核的透明度,促進(jìn)功率預(yù)測(cè)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(duì)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的考核結(jié)果并沒(méi)有一個(gè)較為公開(kāi)透明的發(fā)布機(jī)制,要么沒(méi)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(shí),導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)很難核對(duì)數(shù)據(jù),知曉誤差產(chǎn)生的具體原因,也就無(wú)從著手提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。“電力調(diào)度機(jī)構(gòu)是否可以建設(shè)一個(gè)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)上報(bào)結(jié)果公布平臺(tái),按日公布預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率,給我們改進(jìn)的空間呢?”孟凱鋒建議道。
風(fēng)電開(kāi)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(cè)的準(zhǔn)確率作為扣罰上網(wǎng)電量或者進(jìn)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(méi)有機(jī)構(gòu)對(duì)電網(wǎng)公司進(jìn)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(jī)負(fù)荷大,風(fēng)電發(fā)電量比較小,消納不存在問(wèn)題,個(gè)別風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)端沒(méi)有建立風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),電網(wǎng)公司也沒(méi)有對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行考核。對(duì)此,多位專(zhuān)家表示,即使是風(fēng)電并網(wǎng)暫時(shí)不存在問(wèn)題的地區(qū),也很難保證以后沒(méi)有風(fēng)電消納問(wèn)題。