最新出台的《国家发展改革委 国家能源局关于促进新能源消纳和调控的指导意见》中,提到:强化新能源消纳技术创新支撑,加快提升新能源超短期、短期、中长期等不同时间尺度功率预测精度。《电力现货连续运行地区市场建设指引》要求:明确以新能源功率预测为基础,优化形成机组组合,保障电力安全可靠供应。
以上权威政策表明:准确合理的功率预测结果作为新能源电站参与电力交易报量报价的支撑数据,其价值愈发突出。其中,超短期临近预测结果的合理性与准确性是现货交易的刚性要求,也是功率预测业务亟待解决的关键问题。此处的超短期临近预测结果,特指超短期预测中第15分钟至第1小时的预测值,该数值是现货交易的核心参考依据。

由于现有超短期预测算法的设计初衷是适配 “两个细则” 的考核目标,因此算法更侧重于关注第 4 小时(西北区域为第二小时)的预测精度;近期随着电力交易对超短期临近预测精度的需求,考核规则也在逐渐更新,引导超短期预测对所有时刻预测精度的优化提升。而超短期临近预测结果,主要依赖并网功率通过时间序列外推法得出。这一现状导致超短期临近预测精度同时受算法原理与实际功率的双重影响,尤其当实际功率因限电因素下降时,超短期临近预测结果会严重偏离电站的理论可发能力。
目前,多个省区已关注到现有超短期预测受限于限电后实际功率、导致预测结果失真进而影响电力现货交易的问题,为此,华北电网、南方电网、四川电网、河南电网等提出了“可用超短期预测”的改造要求,明确要求超短期预测需以可用功率(而非限电后的实际功率)作为预测目标。
综合以上情况,国能日新聚焦三大核心需求开展研发工作并取得技术突破:一是研发基于可用功率的超短期预测技术,涵盖可用功率超短期算法的设计与预测精度优化方案的落地;二是提升可用功率计算的合理性,其中包含限电状态判定方案的优化;三是综合运用上述技术,提升现货交易预测报量数据的准确性。此外,国能日新还同步推进关键技术与核心硬件本地化适配,为超短期预测精度提升提供硬件支撑。
软硬件协同发力
明晰超短期预测精度提升路径
超短期预测结果不仅是电力现货交易的重要参考值,部分场景下甚至可以直接作为出清值,其合理性与精度越高,新能源电站在电力市场中的竞争力就越强。在超短期预测的参考数据中,实时气象数据至关重要,如:光伏电站需依赖光伏气象站采集的辐照度数据,风电场需获取测风塔和风机机舱的实测风速。然而,当前风光电站配置的测风、测光采集传感器普遍存在使用寿命短、采集数据稳定性差、测量仪器与场站适配度低等问题。针对这一痛点,国能日新通过对多种测风、测光设备的选型与适配,并结合实际项目应用效果对比,确定了以下三类经过实践验证的可行软硬件配置方案。
01天空成像仪
影响光伏电站超短期预测精度的不仅有辐照度,还有云量,全天空成像仪对云量数据的监测具有很好的效果。基于全天空成像仪拍摄的云图照片,配合本地化部署的云图分析软件,可以直接在电站端完成从云图照片到云量数值的转换,得到与光伏发电能力强相关的实时云量参数。经过多个项目案例验证,采用本地化云图识别技术的天空成像仪设备,对于超短期临近预测结果精度有实质性提升。
02热电式数字辐照表
相较于传统模拟信号设备,热电式数字辐射表在数据合理性与抗干扰性(零漂、温漂)上优势显著,其配置嵌入式软件,包含数据采集、数据处理和数据通讯三大模块。数据采集模块主要采集总辐射感应元件的模拟信号,并进行模数A/D转换;数据处理模块主要完成采样算法计算、数据质量控制和存储;数据通讯模块主要负责数字辐射表与综合集成硬件控制器的通讯,把辐射观测信息上传到综合集成硬件控制器。设备具备自检、状态监控和诊断功能,能实现自动补偿、自动校对等功能。
03测风雷达
风电场增加测风雷达来对比测风塔采集风速、风向等数据,从数据采集稳定性和设备维护校正便捷性方面有绝对优势。随着技术进步,测风雷达的成本、安装和数据采集方案日趋成熟,测风雷达数据的采集稳定性相比带机械转动设备的风速仪普遍更高。因此,科研验证方面的项目或对预测有更高精度需求的新能源电站,可以在风电场加装测风雷达来提升数据质量和优化预测模型。

聚焦风光制氢与大型光伏项目
技改实效成果亮眼
01风光制氢项目
在风光制氢项目中,提升超短期临近预测精度对指导制氢工作平稳持续生产具有重要意义。国能日新已完成内蒙古某风电、光伏电解水制氢项目的设备安装调试与软件开发调试应用工作,为该项目的预测系统新增了秒级和分钟级超短期临近预测功能,为风电项目配置了地基测风雷达与机舱式测风雷达,光伏电站配置了多套全天空成像仪。此外,另一重点风光制氢项目吉林某绿色氢氨醇一体化项目,也已在国能日新的技术支持下启动地基雷达与全天空成像仪的安装适配。
02大型光伏项目
在光伏电站配置全天空成像仪优化超短期预测精度的试点项目中,四川某光伏项目光伏总容量达1GW,国能日新为其配置了10套全天空成像仪,目前已稳定运行近一年。在此期间,国能日新完成了多轮结合云图云量数据的超短期预测精度算法提升研究与验证工作。从实际效果来看,一期项目在使用地基云图数据后,预测数据的整体精度显著提升,大部分平均绝对误差精度得到优化——第一个预测点平均提升幅度为0.87%,第二个预测点提升幅度为0.6%,第三个预测点平均提升幅度为0.13%,第四个预测点平均提升幅度为0.05%;二期项目在使用地基云图数据后,精度提升效果更为明显,第一个预测点平均提升幅度达1.77%,第二个预测点提升幅度为1%,第三个预测点平均提升幅度为0.29%,第四个预测点平均提升幅度为0.1%。
在限电场景下,国能日新的上述方案对超短期临近预测精度的提升效果显著,现货交易盈收的同比或环比均获得提升;从月度交易结果来看,该方案可有效帮助电站减少因预测偏差导致的考核损失。

通过超短期临近预测技术,场站得以更精准地判断自身超短期出力情况及现货市场的参与能力,收益更安全、平稳,促进能源消纳与电网稳定。国能日新通过硬件迭代与算法优化,打造的多维场景标准化解决方案,可实现高纬度地区风电场、多云地区光伏电站等特殊空间场站的精准预测,保障交易收益。
未来,国能日新将持续深化“数据+算法+硬件”的融合创新,进一步优化限电状态判定、可用功率计算等核心能力,让超短期临近预测成为新能源电站参与电力交易的“精准导航仪”,助力新型能源体系建设与电力市场高质量发展。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202511/14/50012635.html

