由于功率預(yù)測不準(zhǔn)確導(dǎo)致的“罰款高、損失大”正成為蠶食新能源電站利潤的重要因素之一。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，預(yù)測準(zhǔn)確度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的全國范圍內(nèi)新能源電站每年的平均罰款接近20萬元/場站。其中，東部地區(qū)罰款約為10萬元/場站，中部地區(qū)約為20萬元/場站，在西北地區(qū)更是高達(dá)200萬元/場站。

是哪些原因造成了西北地區(qū)罰款如此之高？遠(yuǎn)景的“孔明”系統(tǒng)，又是否能有效解決這些問題？

罰款高，損失大，原因幾何？

我國新能源建設(shè)觀念不斷提升，風(fēng)能和光能資源豐富、產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)好、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯，環(huán)境影響小，具有大規(guī)模開發(fā)的條件，所以其重要地位也在不斷凸顯。高速發(fā)展的同時(shí)，由于新能源發(fā)電的間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性和低調(diào)度性，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了挑戰(zhàn)。

國家能源局頒布了關(guān)于功率預(yù)測準(zhǔn)確性的“兩個(gè)細(xì)則”考核標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)新能源電站功率預(yù)測系統(tǒng)的準(zhǔn)確性提出了要求。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，由于預(yù)測準(zhǔn)確度不達(dá)標(biāo)，新能源電站每年的平均罰款接近20萬元/站場，在西北地區(qū)更是高達(dá)200萬元/站場。

△ 功率預(yù)測罰款地圖

助力西北破解預(yù)測準(zhǔn)確性難題

2009年以來，西北地區(qū)新能源裝機(jī)年均增速達(dá)72%，其中風(fēng)電年均增速60%，光伏年均增速213%。截至2017年底，新能源裝機(jī)容量達(dá)7941萬千瓦，接近全網(wǎng)最大用電負(fù)荷，占各類型電源總裝機(jī)的33.2%，西北已經(jīng)成為風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量最大的地區(qū)。但功率預(yù)測不準(zhǔn)確一直是西北地區(qū)新能源生產(chǎn)面臨的一大難題，主要出于以下原因：

西北區(qū)域氣象觀測站稀疏，單位平方公里氣象觀測站數(shù)量僅為東部區(qū)域1/5，氣象觀測數(shù)據(jù)的覆蓋面積小，模型分析缺少有效輸入。

西北地區(qū)幅員遼闊，多種地形并存，且長期以來都不是氣象研究的重點(diǎn)區(qū)域，因此氣象特征的識(shí)別缺少技術(shù)積累。

西北地區(qū)處于干旱半干旱地區(qū)，晝夜溫差大，白天的熱對(duì)流和夜間的輻射降溫物理過程迥異，容易出現(xiàn)小尺度強(qiáng)陣風(fēng)現(xiàn)象，難以被中尺度模式捕捉到，是模式預(yù)報(bào)的難點(diǎn)之一。

季節(jié)轉(zhuǎn)換期間，冷暖空氣轉(zhuǎn)換頻繁，地面溫度變化劇烈，普通模式難以準(zhǔn)確反映地面和低層大氣的質(zhì)量、熱量，導(dǎo)致模式預(yù)報(bào)誤差偏大。

西北地區(qū)風(fēng)電基地投建時(shí)間早，風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)

質(zhì)量普遍較差，數(shù)據(jù)跳變、越限、死值等問題都很常見，風(fēng)電轉(zhuǎn)換過程中的數(shù)據(jù)優(yōu)化問題亟待解決。

作為功率預(yù)測的后起之秀，遠(yuǎn)景針對(duì)西北地區(qū)的現(xiàn)狀投入了大量的研發(fā)精力來提升預(yù)測精度。據(jù)悉，目前遠(yuǎn)景已為甘肅地區(qū)四個(gè)客戶的數(shù)十個(gè)場站部署了“孔明”功率預(yù)測系統(tǒng)，系統(tǒng)部署至今，平均每月幫助客戶減少罰款數(shù)十萬元，極大地提升了運(yùn)營收益。

根據(jù)甘肅省統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，遠(yuǎn)景孔明新能源功率預(yù)測系統(tǒng)預(yù)測的場站平均短期預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)到 86.06%，高于甘肅省平均水平 82.41%近 3.5 個(gè)百分點(diǎn)，其中三個(gè)場站預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度位居甘肅省前 10，且使用孔明系統(tǒng)上報(bào)的場站中有一半的場站未觸及甘肅省考核上限，整體表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于甘肅業(yè)內(nèi)平均水平。

2011年投運(yùn)的安馬區(qū)域某風(fēng)場，容量200MW, 在使用“孔明”系統(tǒng)之前，每月都承擔(dān)巨額罰款；在更換“孔明”系統(tǒng)之后，當(dāng)月罰款即降低10%，次月降低罰款40%。

另一地處半沙漠化戈壁中的風(fēng)場，在2017年的平均排名為甘肅省的30名左右，在使用“孔明”系統(tǒng)之后，經(jīng)過短短幾個(gè)月的修正，2018年至今，準(zhǔn)確率一直穩(wěn)居甘肅省前10名。

容量400MW的玉門區(qū)域某風(fēng)場，在使用“孔明”系統(tǒng)之前，準(zhǔn)確率位居甘肅省倒數(shù)20名；而使用“孔明”系統(tǒng)后，今年4月份準(zhǔn)確率排名上升至甘肅省第12名。

△ 西北地圖典型風(fēng)場地形圖

“孔明”系統(tǒng)有何高招

由于新能源發(fā)電的間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性，隨著新能源裝機(jī)容量的逐漸增大，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的沖擊也愈發(fā)明顯。高精度的新能源功率預(yù)測被認(rèn)為是提高電網(wǎng)調(diào)峰能力、增強(qiáng)電網(wǎng)接納新能源發(fā)電能力、改善電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性與經(jīng)濟(jì)性的最有效、經(jīng)濟(jì)的手段之一。不僅可以幫助電網(wǎng)調(diào)度部門做好各類電源的調(diào)度計(jì)劃，而且可以有效提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、減少系統(tǒng)的備用容量、降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本。

遠(yuǎn)景通過對(duì)全國數(shù)百個(gè)風(fēng)場與光伏電站的調(diào)研分析，風(fēng)、光功率預(yù)測誤差的 60%來自于氣象預(yù)報(bào)的誤差，其他來源于風(fēng)電、光電功率轉(zhuǎn)換模型、系統(tǒng)管理維護(hù)�；�于此，遠(yuǎn)景與國際權(quán)威的氣象研發(fā)機(jī)構(gòu)建立深度合作，借助無錫“太湖之光”超算中心實(shí)現(xiàn)自研區(qū)域化的“東風(fēng)”氣象預(yù)報(bào)模型業(yè)務(wù)化運(yùn)行，用資料同化技術(shù)將大量公共氣象觀測數(shù)據(jù)與風(fēng)場特定的氣象數(shù)據(jù)融入到遠(yuǎn)景氣象預(yù)報(bào)模型，并根據(jù)風(fēng)場特性進(jìn)行氣象模型參數(shù)優(yōu)化和定制化，再通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，針對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)和逆變器的氣象特征和發(fā)電特性，提供更準(zhǔn)確的發(fā)電功率預(yù)報(bào)。

目前，孔明全國的風(fēng)功率預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度超過88%， 光功率預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度超過90%，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度高于業(yè)內(nèi)平均水平5%。

△孔明功率預(yù)測精度地圖

原標(biāo)題：預(yù)測準(zhǔn)確度不達(dá)標(biāo)，新能源電站罰款200萬，如何化解？