氣象大數(shù)據(jù)云南電網(wǎng)公司依托氣象大數(shù)據(jù)運用，緊扣電網(wǎng)發(fā)展涉及的氣象監(jiān)測、預(yù)警需求，不斷提升預(yù)測準(zhǔn)確率指標(biāo)，持續(xù)為云南新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供有效支持。
聚焦微氣象特點 全力以赴“追光捕風(fēng)”
大理是個“有風(fēng)的地方”，這里海拔超過2500米以上的山脊，年平均風(fēng)速達(dá)每秒6.5米多。
地處云南中部偏西的大理州，擁有豐富的新能源資源，特別是太陽能資源十分豐富，全年日照時數(shù)平均為2167小時。而且，大理所處區(qū)域環(huán)境特殊，微地形微氣象特征明顯，“山腳是夏天、山頂是冬天”的情況比較常見。
一方面風(fēng)光資源富集，另一方面風(fēng)電、光伏發(fā)電不穩(wěn)定帶來的生產(chǎn)、調(diào)度、并網(wǎng)等又屬于世界性難題，云南電網(wǎng)研究人員面對這一難啃的硬骨頭全力探索，力圖找到攻克難題的突破口。
“我們既要靠天吃飯，又不能完全看老天爺?shù)哪樕?rdquo;云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院高級研究員蘇適說。
針對當(dāng)?shù)靥赜械臍夂颥F(xiàn)象，云南電網(wǎng)公司一直致力于研究微氣象條件下如何改進(jìn)綠色能源功率預(yù)測技術(shù)，提高功率預(yù)測整體精度。
時至今日，蘇適仍然記得7年前他與同事爬上雪邦山的情景。
雪邦山山脈連綿盤亙數(shù)百里，山上有一座風(fēng)電場。該風(fēng)電場是云南海拔最高的風(fēng)電場，風(fēng)機分布在海拔3300-4235米的山脊上。近1000米的海拔落差，使得不同高度的風(fēng)機出力差別較大，采用傳統(tǒng)典型樣板風(fēng)機方式預(yù)測的風(fēng)機出力偏差較大、準(zhǔn)確性低。
實際上，關(guān)于風(fēng)機發(fā)電功率預(yù)測，僅采用數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，而沒有實測風(fēng)速，即使采用計算機的算法也算不準(zhǔn)確。
為了研究一種適用于立體垂直微氣象的風(fēng)機功率預(yù)測方法，2016年，蘇適和同事第一次登上了雪邦山。
蘇適坦言：“高原上有微氣候，十里不同天，經(jīng)常同一座山頭，這臺風(fēng)機轉(zhuǎn)得快，那臺風(fēng)機卻沒動靜。”
蘇適和同事們默默堅守在大山，致力于研究改進(jìn)風(fēng)機功率預(yù)測技術(shù)，提高風(fēng)電場功率預(yù)測整體精度，讓電場風(fēng)機以最優(yōu)方式并網(wǎng)發(fā)電。后來，他們克服高海拔、山頂溫度低、風(fēng)速大的困難，又多次前往雪邦山風(fēng)電場開展現(xiàn)場調(diào)研、實測具體參數(shù)，改進(jìn)風(fēng)機功率預(yù)測技術(shù)，提高了風(fēng)電場功率預(yù)測整體精度，最終和大理供電局共同研究了一種動態(tài)樣板風(fēng)機選取方法，對于微氣象環(huán)境下提高風(fēng)電的功率預(yù)測精度起到較大促進(jìn)作用。改進(jìn)風(fēng)機功率預(yù)測技術(shù)后，雪邦山風(fēng)電場整場發(fā)電功率超短期預(yù)測精度從86.3%提升到90.5%。
而通過開展一系列類似的研究，云南電網(wǎng)公司對于改進(jìn)綠色能源功率預(yù)測技術(shù)、提高功率預(yù)測整體精度取得了顯著成效，新能源發(fā)電功率超短期預(yù)測精度從84.2%提高到了87.6%。
通過對氣象數(shù)據(jù)的預(yù)測和精準(zhǔn)分析，云南電網(wǎng)有效提高了新能源應(yīng)用占比和消納率，充分發(fā)揮新能源的優(yōu)勢，加快推進(jìn)新型電力系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。
新能源功率預(yù)測運用 讓電網(wǎng)運行更安穩(wěn)
日前，在位于大理州馬鞍山山脈南段的石蒲塘風(fēng)電場，壯觀的“風(fēng)車陣”在山風(fēng)的吹拂下，呼呼轉(zhuǎn)動。這個“有風(fēng)的地方”在云南新能源蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，也成為風(fēng)力發(fā)電的主戰(zhàn)場。隨著風(fēng)機的快速轉(zhuǎn)動，這里發(fā)出的電將源源不斷并入云南電網(wǎng)，為云南新型電力系統(tǒng)建設(shè)增添更鮮明的底色。
石蒲塘風(fēng)電場總裝機99兆瓦，全年風(fēng)電利用小時數(shù)2778小時，消納率100%。這樣高比例的綠色能源消納率，不僅是在風(fēng)電、光伏資源富集的大理州，在整個云南電網(wǎng)也是相當(dāng)出色：2022年，納入云南省調(diào)平衡電源總發(fā)電量3405.5億千瓦時，其中新能源總發(fā)電量262.02億千瓦時，并網(wǎng)新能源基本實現(xiàn)全額消納，風(fēng)電發(fā)電利用率99.88%，光伏發(fā)電利用率99.58%。
“今年寒潮那幾天，在新能源波動較大的時候，我們通過氣象大數(shù)據(jù)，提前做出預(yù)警和負(fù)荷調(diào)整，及時消除電網(wǎng)風(fēng)險，保證了大理區(qū)域電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。”大理供電局系統(tǒng)運行部李玉江說。
不僅如此，大理供電局基于目前的天氣預(yù)測系統(tǒng)，可以判斷未來幾天或者幾個小時可能有的風(fēng)光出力，然后根據(jù)風(fēng)光出力合理安排電網(wǎng)運行方式，優(yōu)化負(fù)荷分配，實現(xiàn)新能源消納最大化。
隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷深入，準(zhǔn)確的新能源功率預(yù)測對電網(wǎng)安全運行及提升新能源消納利用率具有重要意義。
據(jù)云南電網(wǎng)公司系統(tǒng)運行部蔣燕介紹，通過天氣預(yù)報、天氣實況、場站出力、運行限值等多種類型數(shù)據(jù)，運用物理方法和統(tǒng)計方法搭建新能源發(fā)電功率預(yù)測模型，云南電網(wǎng)風(fēng)光功率監(jiān)測及調(diào)度管理系統(tǒng)已實現(xiàn)每日滾動預(yù)測未來10日新能源出力，同時接入單站未來8日功率預(yù)測數(shù)據(jù)、人工主觀訂正功率預(yù)測數(shù)據(jù)，成功實現(xiàn)多源預(yù)測數(shù)據(jù)的融合利用，有效提高了云南新能源出力預(yù)測準(zhǔn)確率。
來源：中國能源報 作者：李琛 周于欣
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