新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展

盧晗

摘要：為推進(jìn)新時(shí)期我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(huì)，越來(lái)越重視新能源的開(kāi)發(fā)和利用。新能源風(fēng)光發(fā)電是一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，但其存在很大的隨機(jī)性、波動(dòng)性和不確定性，對(duì)其實(shí)施科學(xué)的預(yù)測(cè)，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(yùn)行。本文主要對(duì)新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述和分析，希望對(duì)推進(jìn)新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)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(cè)技術(shù)

在不斷發(fā)展中我國(guó)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(guó)各行業(yè)和領(lǐng)域發(fā)展過(guò)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(kāi)發(fā)和利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和節(jié)能降耗的目標(biāo)。在這一過(guò)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(yùn)行，但新能源風(fēng)光發(fā)電也具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和不確定性的特點(diǎn)，也就是說(shuō)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(yùn)行，通過(guò)實(shí)施更加精細(xì)化的管理以及更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，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(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)在我國(guó)的研究和應(yīng)用相對(duì)比較晚，隨著我國(guó)新能源戰(zhàn)略的推進(jìn)和實(shí)施，國(guó)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(dòng)風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)機(jī)葉片帶動(dòng)傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而有效地推動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，這一過(guò)程是風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、然后再轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程;光伏發(fā)電主要是利用太陽(yáng)能光伏組件等設(shè)備，有效將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。影響風(fēng)光發(fā)電的因素比較多，如太陽(yáng)輻射、日照時(shí)數(shù)、溫度、云、風(fēng)力和風(fēng)速等，這些因素的存在都會(huì)不同程度的對(duì)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(cè)強(qiáng)調(diào)構(gòu)建一個(gè)科學(xué)合理的預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述有關(guān)影響因素的科學(xué)預(yù)測(cè)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(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)光發(fā)電效益和效率等的科學(xué)預(yù)測(cè)[1]。

2）風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)方法分類。影響新能源風(fēng)光發(fā)電的因素多種多樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些因素的預(yù)測(cè)是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜的過(guò)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(cè)的難度更大，強(qiáng)調(diào)采用合理的預(yù)測(cè)方法以保證結(jié)果的真實(shí)有效性和準(zhǔn)確性。常見(jiàn)的主要有以下幾種方法：一是，預(yù)測(cè)時(shí)間尺度分類。一般將其分為超短期（強(qiáng)調(diào)預(yù)測(cè)并獲取未來(lái)5分鐘到5小時(shí)之內(nèi)的各項(xiàng)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(kāi)展和實(shí)施，為其提供依據(jù)和服務(wù)）、短期（強(qiáng)調(diào)預(yù)測(cè)并獲取未來(lái)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(jì)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(jì)劃的制定，有效提升發(fā)電效率）、中期（強(qiáng)調(diào)預(yù)測(cè)并獲取未來(lái)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(jì)劃、運(yùn)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(xiàng)計(jì)劃的經(jīng)濟(jì)可行性和安全性）、長(zhǎng)期預(yù)測(cè)（強(qiáng)調(diào)預(yù)測(cè)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(kāi)展以及年度檢修計(jì)劃、運(yùn)行方式的制定和調(diào)整提供依據(jù)和參考）。二是，預(yù)測(cè)對(duì)象分類。一般主要可以分為直接預(yù)測(cè)和間接預(yù)測(cè)兩類，直接預(yù)測(cè)強(qiáng)調(diào)基于相關(guān)預(yù)測(cè)模型、風(fēng)光發(fā)電情況、歷史數(shù)據(jù)以及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等信息數(shù)據(jù)直接對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)和分析，間接預(yù)測(cè)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(duì)其進(jìn)行科學(xué)分析和計(jì)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(cè)原理可以將其分為統(tǒng)計(jì)方法、物理方法和組合預(yù)測(cè)法三類。四是，按照預(yù)測(cè)空間尺度可以將其分為單機(jī)預(yù)測(cè)、單站預(yù)測(cè)、區(qū)域風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)三類[2]。

2新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)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(shí)需要，需要推進(jìn)新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和持續(xù)完善，結(jié)合實(shí)際工作的需要選擇適合的預(yù)測(cè)方法和技術(shù)。例如，一是，基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)NWP的預(yù)測(cè)法是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)化綜合分析，在一些新建的光伏電站和風(fēng)電場(chǎng)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(jì)預(yù)測(cè)法也經(jīng)常被運(yùn)用到預(yù)測(cè)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(duì)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(cè)方法的應(yīng)用主要是因?yàn)樵谛履茉达L(fēng)光發(fā)電中存在著很多不確定因素和隨機(jī)性、波動(dòng)性大的因素，此時(shí)就需要借助模糊概率預(yù)測(cè)的方法描述風(fēng)光發(fā)電功率預(yù)測(cè)誤差概率分布，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和分析。四是，組合預(yù)測(cè)法是一種能夠有效提高新能源風(fēng)光預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度的技術(shù)和手段，強(qiáng)調(diào)結(jié)合實(shí)際情況將兩種或兩種以上的單一預(yù)測(cè)方法有效的結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建一個(gè)更加完善的新能源風(fēng)力發(fā)電預(yù)測(cè)模型，對(duì)各項(xiàng)影響因素實(shí)施綜合化的考慮和分析，保證預(yù)測(cè)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(jì)算的成本相對(duì)比較高[3]。

3結(jié)束語(yǔ)

新能源風(fēng)光發(fā)電滿足了新時(shí)期我國(guó)的用電和供電需求，新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)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(yùn)營(yíng)成本，通過(guò)將新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)與網(wǎng)絡(luò)約束分析管控、日前調(diào)度計(jì)劃、日內(nèi)發(fā)電滾動(dòng)計(jì)劃等有效結(jié)合起來(lái)，既有助于保障電網(wǎng)安全控制水平，同時(shí)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(guò)程中通過(guò)科學(xué)合理的運(yùn)用風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電情況的科學(xué)預(yù)測(cè)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(jì)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)：

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