基於微氣象大數據的新能源發電預測及優化調度研究與應用檢視原始碼討論檢視歷史

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基於微氣象大數據的新能源發電預測及優化調度研究與應用可能會有很多人認為，氣象和電力是完全不同的兩個領域，但其實二者之間的關係非常密切。一座座巨大的鐵塔矗立在山間田野，肩挑着高壓電線，為千家萬戶輸送着生活中不可或缺的電力。這些看上去威武雄壯的「大個子」，也一樣會受到覆冰、雷電、風偏、舞動等氣象災害的影響。

項目背景

氣象條件是影響電網穩定運行的重要因素。如今，電網輸變電設備普遍分布於野外，氣象環境複雜多變。尤其是特高壓線路路徑長、覆蓋廣、局部走廊線路密集，且沿途所經區域多為高原山區、雷害區、重冰區、大風區，自然環境惡劣，極端天氣多發。據統計，雷擊、覆冰、風偏、舞動、暴雨等氣象原因導致的故障占電網總故障數的60％以上。

以往，國家電網公司主要通過公共氣象服務獲得氣象預報信息，但這些信息與電網實際需求差距很大，存在觀測站點遠離電網輸變電設備、僅關注常規氣象要素、電力關鍵氣象要素欠缺、預報數據分辨率偏粗、未針對電網需求優化數值天氣預報模式等問題。

例如，氣象觀測站點部署距離電網輸變電設備較遠，無法精確監測電網沿線數據；新能源出力預測時，無法獲取太陽輻照度、指定層高的風速等電力關鍵氣象要素；電網氣象災害監測時，無法獲取微尺度（1公里×1公里網格）氣象災害信息。

成果簡介：

項目研究了基於微氣象大數據的新能源發電預測及優化調度研究與應用技術，項目在基於微氣象大數據分析的基礎上，研究開發了新能源發電短期（0-72h）、超短期（0-4h）、中長期（0-168h）預報模型，預報結果達到了考核要求，可以輔助調度計劃的制定以及電力市場交易;同時，項目研究總結新能源消納能力分析方法，提出了考慮系統可靠性約束的情況下，最大程度利用風電和光伏機組的新能源承載力評估方案及多時間尺度優化調度方案，為新能源調度運行提供指導意見。 【論文3篇】 《基於數值天氣預報的光伏短期時刻分類組合預測》張俊，賀旭，陸春良，王波.《廣東電力》 《寧波地區基於統計升尺度的新能源區域預測算法》王威，王波，張俊，陸春良，賀旭.《中國電力》 《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 【發明專利4項】 一種光電轉換模型的率定方法及系統，申請號：201810554671.0 一種風電場預測的不確定度分析方法及系統，申請號：201810560517.4 基於Adaboost算法的光伏超短期組合預測方法，申請號：201811301574.7 一種光伏集群劃分方法及系統，申請號：201811632903.6

專家評估意見

項目建立了全省微氣象可視化監測系統，提出了基於微氣象相關性分析的集群劃分以及區域功率預測方法，提出了基於失負荷率和電壓穩定約束的電網新能源承載力量化評估算法，並在寧波進行示範應用。主要創新點如下：

（1）該項目通過引入預測達標率評價指標,動態調整權重配比,提出了基於 Ada Boost 算法的光伏超短期組合預測方法。

（2）該項目採用 BIRCH 算法實現新能源廠站集群動態劃分，提出了基於微氣象大數據分析的區域新能源功率預測方法。

（3）該項目基於非參數關聯擬合實現新能源出力準確概率估計，構建基於相依條件下的風光出力聚合模型，提出了基於失負荷率和電壓穩定約束的電網新能源承載力量化評估算法。

項目成果在寧波供電公司投入運行，實現了寧波地區多時間尺度新能源功率預測結果輸出，提出了電網新能源承載力量化評估及優化調度方法,具有推廣應用前景。

推廣應用前景與措施：

（1）通過項目的實施及後續推廣，建設地區微氣象可視化監測系統，實現觀測網絡的不斷完善，積累大量歷史實測氣象數據，為地區氣象方面大數據分析奠定基礎，也完備了電網管理手段。

（2）通過輸出科學準確的新能源發電功率精度預測數據，輔助調度合理制定發電計劃,提升電網對新能源的消納能力,保證電網安全運行,對今後新能源的加速發展具有很強的推動作用，從而產生更多的經濟效益。

（3）項目研究成果中提出的地區優化調度方案,對地區新能源優化調度有着較強的參考作用，將對今後地區電網建設、電網的安全穩定運行起到促進作用，從而產生更大的社會效益。