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华北电大研发成功风电功率预测系统

`清洁能源网   2010 年 07 月 28 日 09:23   来源:《中国能源报》

  

 

  7月4日,华北电力大学研发的风电场发电功率预测系统,通过了由河北省科技成果转化服务中心组织的专家鉴定。这是继中国电科院推出《风电功率预测系统WPFS Ver1.0》后的又一风力预测系统。

  据了解,国家电网公司即将颁布的企业版《风电场接入电网技术规定》、《风电调度管理规定》和报电监会拟颁布的《风电并网调度协议》中,都对风电场的发电功率预测技术参数进行了明确的规定。

  风力预测主要用于计算每时每刻风机的发电量,这种计算到底对风电并网有多么重要?举个例子,当风速在每秒5米至每秒15米之间时,风速每秒变化1米,与一个千万千瓦级风电基地连接的电网内,风电功率的变化就会达到1000兆瓦,这对于电网来说,就需要好好关注了。

  利于电网调度

  风电入网的间歇性和波动性给电网调度带来了极大的困难与挑战。风电功率预测是解决大规模风电并网问题的重要技术手段之一,通过风电功率预测将有助于电网调度部门及时制定合理的日运行方式并准确地调整调度计划,从而保证电力系统的可靠、优质、经济运行。

  电网调度中心的工作人员必须时刻关注风机的发电量,一旦发电量超出预测的范围,他们必须马上采取行动,进行调整。这种调整包括上行和下行调节。这和开车的原理很像,当你要加速时,你就踩油门;如果觉得开得太快,就踩刹车。据统计,一天内风电波动可达50次,因此风电功率预测系统就显得至关重要。

  提高风电场运营效率

  此外,风功率预测系统可以提高风电场的发电效率。根据丹麦等国家的实践经验,如果风机检修全部在小风期或无风期完成,风电场每年的发电量将提高2%。

  据华北电力大学相关人员介绍,该系统采用对风电场发电功率进行预测,预测结果上传电网调度机构技术模式。系统已相继在国电龙源川井风电场和巴音风电场投运,实现了6小时内超短期预测均方根误差在10%以内。短期预测利用了国内专业气象预报,当气象预报准确时该系统的短期功率预测误差很小,系统主要技术指标达到或超过了国家电网公司颁布的《风电功率预测系统功能规范(试行)》中给出的性能要求。

  此次通过鉴定的风电场发电功率预测系统是由华北电力大学科研团队经过三年时间开发成功的。该技术在承德红淞风电场和威海某风电场的发电功率预测示范性等项目得到了应用,并作为高级应用集成于上海电气集团的风电场中央监控系统中。

  存在两点不足

  不过,与国外较为成熟的技术相比,我国的风功率预测系统存在以下不足。

  首先,风功率预测系统主要通过天气预报数值进行预测,故天气预报的准确性成了风功率预测决定因素。

  据了解,丹麦拥有四个独立的天气预报系统(公司),丹麦电网公司调度中心在前一天会从四个天气预报机构收集数据,找出其中的差距分析原因,并与差异最大的那个机构进行沟通,可以提高预报的准确性,而我国的气象部门只有一家,不存在这种可比性。

  其次,数值天气预报会受到风吹来方向的山脉、植被等因素的影响,到达风电场时候的风速和风向都会有不同,具体到每个风电场要根据长期的数据,找出数值天气预报与到达风电场时数值的差异规律。此外,还有有一种有趣的现象,不同风向的风有不同的特点,虽然风的等级相同,但对风机的影响却有区别,丹麦国家电网调度中心工作人员曾说:“就丹麦来看,来自西北方向的风尤其难以预测。”中国幅员辽阔、环境复杂,对这些影响风力预测的“有趣”现象更应多加关注。

  丹麦的风功率预测与电网调度

  截至2009年底,丹麦的风力发电消费占到能源总消费的22%,并且预计到2020年这个比例要提高到50%,其风功率预测与电网调度经验值得各国借鉴。丹麦国家电网调度中心负责全国的电力调度,调度中心每天提前获得下一天的数值天气预报,并进行比较,最终得到相对客观的数据,随后安排第二天的调度任务,并下达给相关风电场。第二天,调度中心根据预测与实际的差距,以电话或者电子留言的方式通知风电场及时更改发电量。与我国不同的是,如果风电场减少发电量,会得到财政补贴。由于丹麦的电力完全市场化,调度中心通知风电场增发或者减发,完全出于那一刻的电力市场价格,一般来说,调度中心寻找当时最便宜的发电场增发,并把电力卖到最贵的地方。就目前来看,没有可获得数据证明我国的风功率预测系统强于或者弱于丹麦的预测系统。

 

> 关键词:风能  风电场  电网调度    




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