新能源風光發電預測技術的發展

盧晗

摘要：為推進新時期我國經濟社會的可持續發展，強調構建資源節約型和環境友好型社會，越來越重視新能源的開發和利用。新能源風光發電是一項先進的技術，但其存在很大的隨機性、波動性和不確定性，對其實施科學的預測，在很大程度上能夠降低這些不穩定性因素造成的影響，進而維護和保障電網安全運行。本文主要對新能源風光發電預測技術進行簡要闡述和分析，希望對推進新能源風光發電預測技術的科學應用以及研究發展等有所啟示。

關鍵詞：新能源;風光發電;預測技術

在不斷發展中我國的用電需求和用電規模在擴大，強調持續加強電網建設，并維護和保障供電輸電的安全穩定性。而且，在推進我國各行業和領域發展過程中也強調資源的節約和環境的保護，重視一系列新能源的開發和利用，實現節能減排和節能降耗的目標。在這一過程中新能源風力發電、光伏發電在快速發展，大規模的風光發電并網運行，但新能源風光發電也具有隨機性、波動性和不確定性的特點，也就是說影響新能源風光發電的不穩定性因素比較多，需要采取科學有效的技術以及管理方法維護和保障電網的安全運行，通過實施更加精細化的管理以及更加準確的預測，盡可能降低一系列不確定性因素的影響。

1新能源風光發電預測技術的發展現狀

新能源風光發電預測技術在我國的研究和應用相對比較晚，隨著我國新能源戰略的推進和實施，國家持續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。

1）風光發電的原理和影響因素。風力發電主要是利用風能推動風機葉片轉動，風機葉片帶動傳動鏈轉動，進而有效地推動發電機進行發電，這一過程是風能轉化為機械能、然后再轉化為電能的過程;光伏發電主要是利用太陽能光伏組件等設備，有效將太陽能轉化為電能。影響風光發電的因素比較多，如太陽輻射、日照時數、溫度、云、風力和風速等，這些因素的存在都會不同程度的對新能源發電的穩定性和效益產生影響。新能源風光發電預測強調構建一個科學合理的預測模型，實現對上述有關影響因素的科學預測和分析，全面收集與風光發電有關的數據信息，在此基礎上實現對風光發電效益和效率等的科學預測[1]。

2）風光發電預測方法分類。影響新能源風光發電的因素多種多樣，實現對這些因素的預測是一個相對比較復雜的過程，尤其是很多因素都具有突發性和偶然性，使得準確預測的難度更大，強調采用合理的預測方法以保證結果的真實有效性和準確性。常見的主要有以下幾種方法：一是，預測時間尺度分類。一般將其分為超短期（強調預測并獲取未來5分鐘到5小時之內的各項數據信息，并將獲取到的數據用于機組AGC控制、經濟調度等工作的開展和實施，為其提供依據和服務）、短期（強調預測并獲取未來一到幾天的相關數據信息，并將獲取到的數據信息用以支撐日前發電計劃的制定和發用電平衡等工作，為其提供依據和參考，進而優化發電計劃的制定，有效提升發電效率）、中期（強調預測并獲取未來一月到幾月的相關數據信息，并將獲取到的數據信息用以安排月度檢修計劃、運行方式調整等工作，為其提供依據和參考，進而保證各項計劃的經濟可行性和安全性）、長期預測（強調預測并獲取年度或多年的數據信息，并為電網規劃工作的開展以及年度檢修計劃、運行方式的制定和調整提供依據和參考）。二是，預測對象分類。一般主要可以分為直接預測和間接預測兩類，直接預測強調基于相關預測模型、風光發電情況、歷史數據以及天氣預報數據等信息數據直接對發電系統的輸出功率進行科學的預測和分析，間接預測則是基于風電相關情況、風力功率轉換、光電功率轉換等，在對其進行科學分析和計算的基礎上，得出風光發電系統的輸出功率。三是，按照預測原理可以將其分為統計方法、物理方法和組合預測法三類。四是，按照預測空間尺度可以將其分為單機預測、單站預測、區域風光發電預測三類[2]。

2新能源風光發電預測技術的發展

為更好地滿足新能源風光發電產業的現實需要，需要推進新能源風光發電預測技術的不斷創新和持續完善，結合實際工作的需要選擇適合的預測方法和技術。例如，一是，基于數值天氣預報NWP的預測法是一項比較成熟的技術，可以實現相關數據信息的實時化綜合分析，在一些新建的光伏電站和風電場可以選擇該技術，能取得比較好的成果。二是，以人工神經網絡為代表的現代統計預測法也經常被運用到預測風光功率方面，而且人工神經網的自學能力和自適應能力也更強，隨著人工智能的不斷發展，也需要對該技術進行持續改進和完善。三是，模糊概率預測方法的應用主要是因為在新能源風光發電中存在著很多不確定因素和隨機性、波動性大的因素，此時就需要借助模糊概率預測的方法描述風光發電功率預測誤差概率分布，在此基礎上進行較為準確的預測和分析。四是，組合預測法是一種能夠有效提高新能源風光預測準確度的技術和手段，強調結合實際情況將兩種或兩種以上的單一預測方法有效的結合起來，構建一個更加完善的新能源風力發電預測模型，對各項影響因素實施綜合化的考慮和分析，保證預測的準確性，但采用該方法需要處理的信息和數據量比較大，且計算的成本相對比較高[3]。

3結束語

新能源風光發電滿足了新時期我國的用電和供電需求，新能源風光發電預測技術的科學應用，在很大程度上有助于保證新能源風光發電的穩定性，減少風光發電的運營成本，通過將新能源風光發電預測與網絡約束分析管控、日前調度計劃、日內發電滾動計劃等有效結合起來，既有助于保障電網安全控制水平，同時也有助于提高新能源消納能力。而且，新能源風光發電企業在推進其自身發展的過程中通過科學合理的運用風光發電預測技術，實現發電情況的科學預測和系統化分析，進而為風光發電企業合理安排檢修計劃等提供依據和參考，在很大程度上降低了風光發電企業棄風、棄光的情況出現，有助于提高風光發電企業的經濟效益水平。

參考文獻：

[1]張怡.新能源風光發電預測技術的發展及應用[J].浙江水利水電學院學報.2018，30（01）：68-74.

[2]陳國平，李明節，許濤等.關于新能源發展的技術瓶頸研究[J].中國電機工程學報，2019，37（1）：20-26.

[3]鄭婷婷，王海霞，李衛東.風電預測技術及其性能評價綜述[J].南方電網技術，2018，7（2）：104-109.