新能源风光发电预测技术的发展及应用探讨

新能源风光发电预测技术的发展及应用探讨

薛晨 马建国

新疆龙源风力发电有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000

摘要：风光发电技术是实现新能源开发和利用的关键技术，能够缓解长期以来利用煤炭资源发电的现状，对于我国产业结构的调整和环境的保护有着重要的意义。新能源发电能够降低对环境污染的同时，还能够充分利用大自然中的可再生资源，比如光能和风能等，在保护我国的资源方面也能够起到重要的作用。但同时，风能和光能发电在很大程度上会受到环境因素的影响，导致发电过程中出现较大的功率波动，会破坏电网运行的稳定性。要想充分利用可再生能源，同时又能够确保电网运行的稳定性，就需要做好风光发电的预测工作，实现对并网线路功率的准确监控。本文针对风电功率预测技术在电网运行中的重要作用进行了分析，同时针对降低两个细则考核提出了相应的建议。

关键词：风功率预测，重要性，两个细则

引言：我国每年消耗的电能都在增加，随着工业和信息技术的不断发展，对于高质量电能的需求量还将会迅速增加。目前，火力发电仍然是我国最主要的发电方式，这种发电方式稳定且受环境的影响较小，不会出现大范围的功率波动状况，同时发电效率较高。但是，火力发电的同时也会给环境带来一定的污染，影响周围的生态环境保护。为了能够降低发电过程带来的污染问题，我国近几年大力发展新能源发电技术，利用光能和太阳能等可再生能源代替煤炭资源。通过多年的发展，我国很多地区都发展了一定规模的新能源电场，并且顺利实现了发电并网工程。新能源发电给我国的能源结构调整和环境保护提供了巨大的帮助，也为我国的能源供应提供了支持。但是，由于新能源发电受到天气的影响，会存在一定的波动，使得风电场的输出电能存在一定的不确定性。因此，发展风电功率预测技术对于电网运行和调度有着重要的意义。

一、风功率预测技术的重要作用

我国的风能储量丰富，利用这些丰富的可再生能源进行发电，成为能源结构调整和环境保护的重要措施。根据相关的统计，我国的风力发电已经发展成为第三大电力来源，成为我国电力运行中的关键环节。但是风力发电由于受到天气、环境等因素的影响，其输出会存在一定的波动现象，给电网的稳定运行带来了一定的影响。因此，精确的风功率预测技术成为了现在风力发电过程中必不可少的手段。

1、有利于维护电网系统的稳定性

电网的运行需要保证稳定的电压、频率等参数，同时电能的输送也要保持稳定。如果出现短时间内电功率的增加或者降低，那么将会给电网系统的运行稳定性带来巨大的影响。因此，电网中电厂输送的电能需要根据负荷用电量进行实时调节，合理分配电厂的输出功率。而风电场运行过程中，容易受到天气和环境等因素的影响，其发电功率总是在波动的，这种电能质量是难以满足电网稳定运行要求的。因此，通过对风电场输出功率的预测，能够提前获得电场的输出功率，根据功率进行及时的调整，优化电网系统调度环节，避免在短时间内风电场输出电能对电网的冲击。

2、提升风电行业的竞争力

随着我国风电发展力度的加大，许多地区的风力发电场建设数量在迅速增加，在发电过程中，风电场利用可再生的风能，相比于火电厂其在发电成本方面有着天然的优势。但是随着风电技术的发展，现在许多风电场运营状况并不理想，风电无法实现并网，导致所发电能无法盈利，其中无法保证风电场电能输送质量是发电容量闲置的主要原因所在。而风功率预测技术的发展，能够实现更加精确的功率输出预测，能够更好的帮助协调功率输出，保证风电场输出电能质量的提升。这样，风电场也能够更好的解决电能波动问题，保障用户的正常用电，其发电成本低的优势也才能够赢得市场的认可。

3、提高风电机组的发电量

对于风电功率预测结果显示，能够让维修人员提前具备可靠的功率采集数据，作为维修参考标准，在低风速时，风机发电量相对较少，可以对风电场中的机组进行维修，缓解高风速时风电机组维修对风能源的浪费，提高风电机组的发电量。同时电力部门可以对引进的风电机组给电网带来的风险采取科学合理的措施，进而保障电网行业的安全稳定。

二、风功率预测技术的难点及分类

风力发电是将风能转化为电能的一种形式，其发电的动力是风，而自然界中风是瞬息万变的。同时，不同的时间段、不同季节风的大小也是不同的。这就使得风能发电的过程中会存在较大的波动性，电能的输出极不稳定。在实现并网的过程中，必须针对发电厂输送的电能进行合理的分配和调节，如果风电输出不够稳定，那么调节过程将会是困难的。所以风点输出功率具有较大的随机性和间歇性。

风电预测按照时间来划分，可以将其划分为四种：超短期预测、短期预测、终期预测以及长期预测。其中超短期预测一般在短时间内的功率预测，时间以小时为单位；短期预测一般是在4小时以上或者以天为单位的功率预测；中期预测则是以周、月或者季度的功率输出预测为单位；而长期预测则是根据一年的变化进行预测。

三、风电场“两个细则”考核的对策

在风光电技术迅速发展的今天，为了能够进一步提升可再生能源发电的规范新，国家能源局在2018年提出了新的“两个细则”要求，对风电在今后的发展有重要的指导意义。针对风电场的“两个细则”考核，有功功率变化、风功率预测以及技术管理考核是最主要的考核因素。而风功率预测的准确性、合格率和传送率对于考核的影响至关重要。现在许多风电场在功率预测准确性方面存在欠缺，势必会影响考核结果。所以提升风电场功率预测技术能够有效提升“两个细则”的考核效果。而要想提升风电功率预测能力，还应该从以下方面入手：

1、风电场内的风功率预测系统测风塔高度一定要与风电机组轮毂高度保持一致，并且测风塔位置要具有代表性，能最大限度的代表整个风电场的风资源情况，如果可能可以适当增加测风塔数量，提高测风数据的准确性。如果测风塔的高度与风电机组轮毂高度相差较大，那么会导致风功率预测系统准确率偏低。

2、风电场运行环境恶劣，安装之初要严把质量关，确保测风仪设备、光纤架设安装牢固，运行过程中要定期巡视检查，确保设备正常可靠，数据传输及时有效。

3、要根据运行经验要求风功率预测系统厂家及时调整风功率预测后台数据模型，使之更适合自身风电场的风资源情况。在预测的过程中，模型是预测准确性的重要影响因素，为了能够提升模型的准确性，在建模过程中可以采用神经网络、支持向量机等模型优化算法，利用大数据优势使得分析模型能够更加精确。

结束语

风电场是我国新能源发展建设过程中的重点项目，利用风力发电能够充分利用我国丰富的风能资源。在风电并网的过程中，为了能够保证电网稳定运行，更好的实现电力调度和分配，必须大力发展风电预测技术，以此实现对风电场输出的精确掌握。同时，做好风功率预测对于“两个细则”的考核有着重要的意义，所以，努力提升风功率预测能力是风电发展过程中的重要措施。

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