氣象信息化技術(shù)如何在能源變革中大展身手？

自2015年電改9號文發(fā)布，至今已有4年時間，新一輪電力體制改革不斷向前推進(jìn)并取得了一定的成效，特別是給予了清潔能源消納充分的市場環(huán)境。首先，電改優(yōu)先消納清潔能源制度框架的建立、允許保障性收購?fù)獾那鍧嵞茉措娏繀⑴c市場交易等措施有力促進(jìn)了清潔能源有效消納。其次，售電市場、增量配電放開以及分散式電源、儲能、智能微電網(wǎng)等新模式，為清潔能源發(fā)展與利用拓寬道路。從數(shù)據(jù)上看，2018年我國棄風(fēng)、棄光率有所下降，風(fēng)電紅色預(yù)警區(qū)域有所減少，新能源發(fā)電形式明顯好轉(zhuǎn)。

同時，電網(wǎng)調(diào)度作為電力系統(tǒng)的核心部門，對整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行起到了極其重要的作用。在大多數(shù)人的意識里，電網(wǎng)調(diào)度部門重點關(guān)注的是電網(wǎng)的網(wǎng)架優(yōu)化、安全運行、可靠供電、涉網(wǎng)安全評級等問題，但隨著新能源的大規(guī)模并網(wǎng)和持續(xù)發(fā)展，新能源消納、現(xiàn)貨市場、電力電量平衡等越來越多地出現(xiàn)在調(diào)度工作人員的腦海中，而隨之帶來的氣象信息化技術(shù)受到了前所未有的重視。

在全球應(yīng)對氣候變化和我國新能源快速發(fā)展的背景下，氣象與風(fēng)能、太陽能等可再生能源的發(fā)展日益密切。與常規(guī)電源相比，風(fēng)電場、光伏電站的輸出功率受人為因素干預(yù)較小，幾乎完全由自然界的風(fēng)速大小和太陽輻射強弱決定，因此對氣象信息的全面掌握至關(guān)重要，而且，大規(guī)模的風(fēng)電與光伏發(fā)電開發(fā)也帶來氣象技術(shù)的發(fā)展。一般來說，氣象信息化技術(shù)從時間維度包括氣象預(yù)測、氣象實時感知和氣象后評估技術(shù)，代表著事前的預(yù)測、事中的感知和事后的評估三個維度。

事前預(yù)測—精度提升促進(jìn)新能源消納

新能源的功率預(yù)測就是事前預(yù)測的重要體現(xiàn)，而功率預(yù)測的前提就是氣象預(yù)測。從2019年初西北地區(qū)發(fā)布的新版“兩個細(xì)則”來看，對場站的考核力度更大，因而對功率預(yù)測的精度要求更嚴(yán)格，在這樣的情況下，可以說做好氣象預(yù)測，功率預(yù)測便成功了一大半。目前，各級電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)逐步加大了對新能源功率預(yù)測精度的技術(shù)投入和管理力度，也正在研究如何將新能源預(yù)測結(jié)果最大程度地納入到發(fā)電計劃中，進(jìn)而促進(jìn)新能源的消納，解決棄風(fēng)棄光問題。

事中感知—提升數(shù)據(jù)質(zhì)量

目前氣象信息的實測數(shù)據(jù)來源于新能源場站的（風(fēng)電）測風(fēng)塔、（光伏）輻照儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，由于這些數(shù)據(jù)受到場站建設(shè)周期、采集設(shè)備、通道和后期運維等因素的影響，數(shù)據(jù)質(zhì)量并不高，這不僅對新能源消納、場站上傳到調(diào)度數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度、場站考核、經(jīng)濟效益有很大的影響，而且對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、調(diào)峰調(diào)頻、規(guī)劃指導(dǎo)帶來很大偏差。因此，保障這些數(shù)據(jù)的質(zhì)量，對新能源消納、電網(wǎng)甚至整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定都大有裨益。

一般可通過風(fēng)光資源的監(jiān)測、數(shù)據(jù)審核與訂正、統(tǒng)計分析、評價與考核等完成風(fēng)光資源數(shù)據(jù)整治，進(jìn)而提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。目前電網(wǎng)公司已針對這個問題，加大了對場站實測氣象數(shù)據(jù)的整治，并圍繞著采集設(shè)備、通道、運維等管理手段和控制與治理專業(yè)技術(shù)手段來提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。

事后評估—資源回算提供數(shù)據(jù)支撐

風(fēng)能資源通過風(fēng)速大小體現(xiàn)，光伏資源通過輻照照度體現(xiàn)。風(fēng)速是氣壓不平衡下空間橫向氣壓差的結(jié)果，是太陽輻射下的間接能源，因而受季節(jié)、經(jīng)緯度位置、洋流、地形、地貌等多重因素影響；而輻照強度主要受季節(jié)、經(jīng)緯度位置和云層等因素影響，這些動態(tài)因素導(dǎo)致很難全面掌握風(fēng)能資源和光伏資源的波動特性。鑒于此，電網(wǎng)公司提出了數(shù)值模擬技術(shù)，該技術(shù)可以將實測氣象數(shù)據(jù)回退30年，利用數(shù)值模擬建立虛擬氣象數(shù)據(jù)庫，用來評估風(fēng)、光資源歷史水平，為中長期預(yù)測和電網(wǎng)運行消納分析提供強有力的數(shù)據(jù)支持。

國能日新作為新能源大數(shù)據(jù)服務(wù)提供商，目前已為國家電網(wǎng)多家省級公司和地市公司建立技術(shù)支持系統(tǒng)，為電網(wǎng)公司的事前預(yù)測精度提升、事中感知數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、事后評估資源回算提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)評估、治理與分析服務(wù)。運用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對“全省網(wǎng)－市網(wǎng)－升壓站”進(jìn)行多維度區(qū)域功率預(yù)測數(shù)據(jù)建模，為調(diào)度部門制定合理優(yōu)化調(diào)度策略提供依據(jù)；通過對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，制定數(shù)據(jù)識別和治理方法，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量；通過量化分析棄風(fēng)棄光電量和原因，針對不同的原因提出應(yīng)對措施，提升電網(wǎng)新能源消納水平。

通過以上三個維度的概述，可知氣象信息化技術(shù)在電網(wǎng)運行、新能源消納及電力改革中扮演了非常重要的角色，豐富了調(diào)度對新能源發(fā)電的預(yù)測、感知和評價手段，提升了新能源電站的管理水平，為新能源的快速發(fā)展提供有效支撐。