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一個嶄新的領域

風力發(fā)電是目前國際上具有廣闊應用前景的綠色清潔能源之一。近幾年，隨著風力發(fā)電裝機容量的不斷提升，風電占所在電網(wǎng)的比例也在逐步增加，但是由于風電本身具有很大的隨機性和間歇性，運行過程受氣象條件制約十分明顯，給電網(wǎng)調度帶來了困難與挑戰(zhàn)。對風電場的風力進行短期預報，是解決這一問題的有效途徑。

酒泉市氣象局局長王遂纏介紹，通俗講的風電預報就是風電場功率預測預報，根據(jù)氣象條件、統(tǒng)計規(guī)律等技術手段，對未來一段時間內(比如60小時內)風電場發(fā)電有功功率進行預報，向電網(wǎng)調度機構提交預報結果，以提高風電場和電力系統(tǒng)協(xié)調運行能力，充分利用風能，同時降低風電輸出對電網(wǎng)的影響。風電預報的方法主要包括氣象數(shù)值模擬和數(shù)學統(tǒng)計兩種。影響風電預報的因素主要包括氣象類因素，比如風向、風速、風功率密度、氣溫、氣壓、相對濕度等，還包括風機性能、高度、位置等條件。

甘肅酒泉國家確定千萬千瓦級風電基地，截止2011年裝機容量超過500萬千瓦，規(guī)劃2015年將達到1400萬千瓦，成為“陸上三峽”。目前，甘肅根據(jù)酒泉風電場風機和風力情況，主要制作各風電場36小時內距離地面30米、50米、70米、100米和120米高度的風速、風向、風功率密度等要素預報，從而預報風電場輸出功率。

風電短期臨近和中短期預報，是基于實時測風網(wǎng)絡的超短期風電預測預報系統(tǒng)，服務于風電基地。為電力調度提供風電出力預測，為調度安排系統(tǒng)的發(fā)電計劃、保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、降低備用容量和運行成本提供支撐是該系統(tǒng)的重要功用。

風電預報：制約著電場功率預測預報

所謂風電場功率預測預報，是指風電場經(jīng)營企業(yè)根據(jù)氣象條件、統(tǒng)計規(guī)律等技術和手段，提前對一定運行時間內風電場發(fā)電有功功率進行分析預報，向電網(wǎng)調度提交預報結果，以提高風電場與電力系統(tǒng)協(xié)調運行的能力。

國家能源局規(guī)定，風電功率預報分日預報和實時預報兩種方式。日預報是指對次日0時至24時的預測預報，實時預報是指自上報時刻起未來15分鐘至4小時的預測預報，時間分辨率均為15分鐘。

日預報要求并網(wǎng)風電場每日在規(guī)定時間前按規(guī)定要求向電網(wǎng)調度機構提交次日0時至24小時每15分鐘共96個時間節(jié)點風電有功功率預測數(shù)據(jù)和開機容量。

實時預報要求并網(wǎng)風電場按規(guī)定要求每15分鐘滾動上報未來15分鐘至4小時風電功率預測數(shù)據(jù)和實時的風速等氣象數(shù)據(jù)。

所以，電場功率預測預報是基于風電預報的基礎之上。比如，未來一小時吹進河西走廊的風有多大?根據(jù)現(xiàn)有風機性能指標能產(chǎn)生多少電能?對風電接入電網(wǎng)的安全有何影響?風電企業(yè)將采取哪些措施應對?風電預測預報系統(tǒng)首先要做出準確的技術支撐，然后才有風電場功率預測預報。

電網(wǎng)調度機構則根據(jù)風電場傳送的功率預測結果，綜合考慮系統(tǒng)運行要求，按照優(yōu)先調度風電的原則，編制風電場發(fā)電計劃。

但是，王遂纏認為，風的預報，首先受大的天氣尺度天氣影響，其次還受到區(qū)域內諸如地形、小氣候等中小尺度影響，同時風能預報要求的時間、水平和垂直高度都很高，還必須做到實時的業(yè)務運行，所以風電預報的技術難度是很大的。

甘肅風電預報已日趨成熟

王遂纏介紹，在國家能源局做出并網(wǎng)風電場必須建預報系統(tǒng)之前，甘肅省已經(jīng)啟動了風電預報技術的研發(fā)工作。甘肅省氣象局、酒泉市氣象局、甘肅省電力公司合作，在中國氣象局氣候中心、北京市氣象局支持下，研究風能短期和短臨預報技術，初步建成風電預報系統(tǒng)，從2010年開始向部分風電場提供預報產(chǎn)品，是全國最早開展風電預報的省市之一。

甘肅風電預報始于2002年前后。為推進“陸上三峽”建設，蘭州中心氣象臺科研人員2009年9月正式開發(fā)出甘肅省風電功率預報業(yè)務系統(tǒng)，可以輸出風電場單點逐時的風速大小、風電場輸出功率等產(chǎn)品，預報準確率較高，對風電場風電調度有較好的指導作用。

2011年2月21日，由甘肅省氣象局與酒泉市政府建設的酒泉市風電預報中心也正式揭牌成立。該中心充分發(fā)揮氣象部門人才、資料和獨有的風力數(shù)值天氣預報的優(yōu)勢，針對酒泉各大風電企業(yè)進行風速、風功率預報，為解決大規(guī)模風電接入系統(tǒng)的安全運行提供保障。

王遂纏說，風電預報技術難度大，而且受地形影響很大，國外同行跟我們的技術上沒有差異。目前，甘肅根據(jù)河西特殊地理、氣候環(huán)境，風能預報技術有了積累，還在不斷研發(fā)，而且建立了風能預報團隊。

一個是縱向聯(lián)合，中國氣象局在做風電預報評估和技術開發(fā)中，甘肅省氣象局是主要參加單位。一個是橫向聯(lián)合，蘭州中心氣象臺與中科院寒旱所、甘肅省電力公司風電中心共同研發(fā)。同時，蘭州還是全國的地學中心之一，集中了大量地學人才，通過綜合研發(fā)，能給風電場提供前沿產(chǎn)品。