基于微气象大数据的新能源发电预测及优化调度研究与应用查看源代码讨论查看历史

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基于微气象大数据的新能源发电预测及优化调度研究与应用可能会有很多人认为，气象和电力是完全不同的两个领域，但其实二者之间的关系非常密切。一座座巨大的铁塔矗立在山间田野，肩挑着高压电线，为千家万户输送着生活中不可或缺的电力。这些看上去威武雄壮的“大个子”，也一样会受到覆冰、雷电、风偏、舞动等气象灾害的影响。

项目背景

气象条件是影响电网稳定运行的重要因素。如今，电网输变电设备普遍分布于野外，气象环境复杂多变。尤其是特高压线路路径长、覆盖广、局部走廊线路密集，且沿途所经区域多为高原山区、雷害区、重冰区、大风区，自然环境恶劣，极端天气多发。据统计，雷击、覆冰、风偏、舞动、暴雨等气象原因导致的故障占电网总故障数的60％以上。

以往，国家电网公司主要通过公共气象服务获得气象预报信息，但这些信息与电网实际需求差距很大，存在观测站点远离电网输变电设备、仅关注常规气象要素、电力关键气象要素欠缺、预报数据分辨率偏粗、未针对电网需求优化数值天气预报模式等问题。

例如，气象观测站点部署距离电网输变电设备较远，无法精确监测电网沿线数据；新能源出力预测时，无法获取太阳辐照度、指定层高的风速等电力关键气象要素；电网气象灾害监测时，无法获取微尺度（1公里×1公里网格）气象灾害信息。

成果简介：

项目研究了基于微气象大数据的新能源发电预测及优化调度研究与应用技术，项目在基于微气象大数据分析的基础上，研究开发了新能源发电短期（0-72h）、超短期（0-4h）、中长期（0-168h）预报模型，预报结果达到了考核要求，可以辅助调度计划的制定以及电力市场交易;同时，项目研究总结新能源消纳能力分析方法，提出了考虑系统可靠性约束的情况下，最大程度利用风电和光伏机组的新能源承载力评估方案及多时间尺度优化调度方案，为新能源调度运行提供指导意见。 【论文3篇】 《基于数值天气预报的光伏短期时刻分类组合预测》张俊，贺旭，陆春良，王波.《广东电力》 《宁波地区基于统计升尺度的新能源区域预测算法》王威，王波，张俊，陆春良，贺旭.《中国电力》 《Integration capability evaluation of wind and PV generation in power system based on temporal and spatial correlation》Hua Zhou， Huahua Wu， Chengjin Ye， Shijie Xiao， Jun Zhang， Xu He and Bo Wang. energies 【发明专利4项】 一种光电转换模型的率定方法及系统，申请号：201810554671.0 一种风电场预测的不确定度分析方法及系统，申请号：201810560517.4 基于Adaboost算法的光伏超短期组合预测方法，申请号：201811301574.7 一种光伏集群划分方法及系统，申请号：201811632903.6

专家评估意见

项目建立了全省微气象可视化监测系统，提出了基于微气象相关性分析的集群划分以及区域功率预测方法，提出了基于失负荷率和电压稳定约束的电网新能源承载力量化评估算法，并在宁波进行示范应用。主要创新点如下：

（1）该项目通过引入预测达标率评价指标,动态调整权重配比,提出了基于 Ada Boost 算法的光伏超短期组合预测方法。

（2）该项目采用 BIRCH 算法实现新能源厂站集群动态划分，提出了基于微气象大数据分析的区域新能源功率预测方法。

（3）该项目基于非参数关联拟合实现新能源出力准确概率估计，构建基于相依条件下的风光出力聚合模型，提出了基于失负荷率和电压稳定约束的电网新能源承载力量化评估算法。

项目成果在宁波供电公司投入运行，实现了宁波地区多时间尺度新能源功率预测结果输出，提出了电网新能源承载力量化评估及优化调度方法,具有推广应用前景。

推广应用前景与措施：

（1）通过项目的实施及后续推广，建设地区微气象可视化监测系统，实现观测网络的不断完善，积累大量历史实测气象数据，为地区气象方面大数据分析奠定基础，也完备了电网管理手段。

（2）通过输出科学准确的新能源发电功率精度预测数据，辅助调度合理制定发电计划,提升电网对新能源的消纳能力,保证电网安全运行,对今后新能源的加速发展具有很强的推动作用，从而产生更多的经济效益。

（3）项目研究成果中提出的地区优化调度方案,对地区新能源优化调度有着较强的参考作用，将对今后地区电网建设、电网的安全稳定运行起到促进作用，从而产生更大的社会效益。