业务挑战
以风电和光伏发电为代表的可再生能源装机比例不断增加,但其受天气等因素的影响很大,出力不稳定,预测不精确,并网运行时会对电网造成很大冲击。这些问题极大的制约了可再生能源的发展。
方案描述
IBM 的“高精度风光一体化发电功率预测解决方案”可以帮助电力企业解决以上难题。它具有以下四个功能
基于 IBM 研发的 Deep Thunder 高精度天气预测模型,对未来特定区域的天气气象进行预测,包括风电场、风机及所在微观区域的风向、风力、风速,光伏电站、光伏板所在微观区域的光照强度等,实现对微观区域内云量、降雨量、风速、风向、光照强度、气压、温度等快速和准确预报;预报空间精度最高可达 200-300米。
针对风能发电功率预测,解决风机周边关键高度的风速和风向预测问题,并结合每台风机功率预测、风场运营状况、风场功率平衡调度,实现上网功率曲线的短期(未来3天)和超短期(未来4小时)的输出预测;预报精度可达单台风机。
使用 IBM 研发的云成像技术以及天气预测结果,结合光伏电池组特性和历史数据,实时预测光伏发电功率;
基于历史预测与实际值的系统性优化,动态校正模型参数,优化预测模型,不断自动提高预测精度;
气象、传感器数据,环境数据 - 天气预报模型 - 光伏发电率预测、风电功率预测
业务价值
这套解决方案使用了 IBM 的高性能计算机,复杂模型的求解速度大大加快,预测范围和精度大幅度增加。预测精度可达到风机所占网格宽度的 200-300米,运算速度十倍于实际时间。应用这套解决方案后,企业可以在以下方面获得收益:
预防天气灾害对资产的损害,比如风叶的折断,企业可以在事前采取主动性措施,避免损失,而不是等事后再被动地采取防御手段;
风力、太阳能发电企业可以预测发电量,配合电网调度曲线,彻底改变“垃圾电”为可调度、可控制电,突破风电发展瓶颈;
电网公司可以此作为电网调度、风能整合等的基础,从而提高了风力发电量的可靠度;
高精度的天气预报和发电功率预测可以提高电厂规划建设的科学性、电网接入的稳定可靠性和机组的合理利用;
电网企业还可以在此解决方案基础上进行停电预测、电力需求预测,为稳定供电提供保障。