根據國家能源局最新統計數據,截至3月底,全國并網風電容量達到10107萬千瓦,并網光伏容量達到3312萬千瓦。新能源(風電、光伏)發電功率預測系統作為并網新能源電場的基礎系統之一,是電網調度管理部門制定并網發電計劃的主要參考手段,發電功率預測系統的運行情況會影響新能源電場的并網電發電量,同時,直接影響電網公司的調度策略。
東潤環能作為國內主流功率預測系統及服務提供企業之一,六年來已經為全國600多個風電場,近200個大型地面光伏電站提供了該系統,通過不斷技術升級、軟件平臺及數據天氣預報技術已非常穩定成熟。針對落地服務人員及電場業主反饋,自2014年初開始,由東潤環能預測產品線總監婁勇剛先生掛帥,分三個小組,根據各省電網公司的新能源電場并網調度管理和典型電場的特點制定了詳細的服務巡檢計劃,在全國范圍內開展了“風光衛士”巡檢工作。
截至目前,東潤環能“風光衛士”巡檢服務團隊先后完成了內蒙古、山西、寧夏、新疆、福建、湖南、湖北等8個省份近100個電場功率預測系統和區域公司主動巡檢服務工作。經過對現場實際勘驗,以及和廠長、值長、專工等各類用戶的充分交流和溝通,發現了整個預測系統建設和運行中很多個性及共性的問題,幾乎每一個問題都影響到了系統運行與預測結果的準確率。
據東潤環能預測產品經理田京輝介紹,共性的問題主要有以下方面:
首先、實際功率接入有誤是目前遇到的最多共性問題,比如由于越來越多的風(光)項目逐步擴容升級,或開始籌備風光一體,造成不同電源體并網時間不同,用戶通常疏于將這些系統總有功變化信息及時告知預測系統,結果出現預測功率無法進行有效實際功率數據采樣和訓練,造成預測精度失之毫厘、謬以千里。在2014年初,東潤環能巡檢團隊到寧夏某個風光一體項目現場,原有功率預測系統是在風電單獨并網的基礎上建模及安裝的,巡檢團隊到達項目現場后,發現預測功率和當天實際功率曲線差別很大,于是將重點精力放在核對和檢查氣象數據預測模型上,但是到了晚上,發現預測曲線又和實際功率曲線趨勢和相關性變得極高,反復多日,電廠精度始終無法滿足要求,經過分析現場服務巡檢單中定義的檢查作業項才發現電場新近并入了近10兆瓦的光伏項目,這樣白天實際總有功總是大于原有風電的預測功率,到了晚上,光伏停止發電,預測功率又變得精度提高,找到原因,對癥下藥,很多這類問題通過現場巡檢服務得到了解決。
其次,發電功率預測系統每天需要通過互聯網及時獲取4次天氣預報數據,電場的網絡通訊和氣象服務器成為整個預測系統完成數據采集和上報的生命線。但是互聯網網絡通訊和氣象服務器恰恰是出現問題最多的位置。電場相關管理部門大多關心電力調度網的通訊穩定性,由于偏遠丘陵或荒漠地區互聯網的網絡基礎設施質量都比較差,網絡一旦中斷,氣象預報即中斷,必然影響預報準確性。比如東北電網對區域上報率考核非常嚴格,每天必須保證有數據完成100%上報,2014年末東潤環能在內蒙古赤峰的一個項目上現場巡檢,發現系統中的天氣預報曲線已經變成一條直線,通過現場緊急排查,發現氣象數據已經中斷了4天,如若不及時補充和修訂數據,上報及時率將不達標,這時該廠的互聯網已經斷了數日,技術人員迅速通過手機無線網絡,從東潤環能的遠程云平臺獲取到最新的氣象天氣預報數據。考慮到臨近新年,山區又偏遠,不可能在短期內能夠完成網絡修復和氣象服務器的替換,巡檢團隊及時啟動特殊情況應急預案,保證了預測文件和氣象文件的及時生成和1個月內的上報準備,并主動將其故障服務器攜帶下山幫助恢復數據,極大解決了該電場的現實困難。
再次,風機檢修、停機等問題對預測影響也很大。現在很多區域逐步從月MSE考核發展到日MSE,對預測精度的要求越來越高,精細化管理也就應用而生。在巡檢團隊走過的風電場,幾乎每個風電場每天都會有若干臺風機出現各種原因的非計劃停運,電場人員往往沒有習慣或者意識在預測系統中編制一份基礎的檢修計劃,這樣預測系統也就無法形成訓練模型進行分析,出現經常性的開機容量無法準確把握,尤其是風機出質保期后,大風期間風機故障的機率更大,而精度通常在大風期也難預測準確,兩者疊加,這樣必然在很大程度影響預報日MSE預報準確性。為此,東潤環能在現場耐心和用戶講解溝通在系統中填寫檢修計劃和非計劃停運的檢修消缺記錄的重要性,專門制作了維護手冊放到集控室的工作臺上,并納入運行值班制度,久而久之,用戶對影響精度的要素也逐步成為半個專家,很多集控室的值長和廠長甚至開始以預測考核為契機,主動形成做電子檢修運行記錄的工作習慣,極大規范和提高了新能源現場實操和管理工作的規范性。通過巡檢,對發電功率預測系統(風電、光伏)在實際生產環境中的應用進行問題排查,對用戶在使用過程中提出的疑問和需求進行現場解答,對預測系統的原理進行了系統的培訓,培訓總人數超過500人。電場人員基本上已經開始對風功率預測從畏懼回避到理解分析,對考核要素以及氣象預測原理的認知更加理性,并提出詳實的需求和建議。
田京輝表示:“東潤環能將堅持以技術服務巡檢為牽引,不斷提高產品服務質量。每一場巡檢,每一次培訓都能讓我感覺到預測系統對于新能源電場的重要作用。東潤環能針對發電功率預測系統的風光衛士巡檢服務將成為我們的常態化工作之一,也是東潤環能預測產品服務不可分割的一部分。”
東潤環能作為國內主流功率預測系統及服務提供企業之一,六年來已經為全國600多個風電場,近200個大型地面光伏電站提供了該系統,通過不斷技術升級、軟件平臺及數據天氣預報技術已非常穩定成熟。針對落地服務人員及電場業主反饋,自2014年初開始,由東潤環能預測產品線總監婁勇剛先生掛帥,分三個小組,根據各省電網公司的新能源電場并網調度管理和典型電場的特點制定了詳細的服務巡檢計劃,在全國范圍內開展了“風光衛士”巡檢工作。
截至目前,東潤環能“風光衛士”巡檢服務團隊先后完成了內蒙古、山西、寧夏、新疆、福建、湖南、湖北等8個省份近100個電場功率預測系統和區域公司主動巡檢服務工作。經過對現場實際勘驗,以及和廠長、值長、專工等各類用戶的充分交流和溝通,發現了整個預測系統建設和運行中很多個性及共性的問題,幾乎每一個問題都影響到了系統運行與預測結果的準確率。
據東潤環能預測產品經理田京輝介紹,共性的問題主要有以下方面:
首先、實際功率接入有誤是目前遇到的最多共性問題,比如由于越來越多的風(光)項目逐步擴容升級,或開始籌備風光一體,造成不同電源體并網時間不同,用戶通常疏于將這些系統總有功變化信息及時告知預測系統,結果出現預測功率無法進行有效實際功率數據采樣和訓練,造成預測精度失之毫厘、謬以千里。在2014年初,東潤環能巡檢團隊到寧夏某個風光一體項目現場,原有功率預測系統是在風電單獨并網的基礎上建模及安裝的,巡檢團隊到達項目現場后,發現預測功率和當天實際功率曲線差別很大,于是將重點精力放在核對和檢查氣象數據預測模型上,但是到了晚上,發現預測曲線又和實際功率曲線趨勢和相關性變得極高,反復多日,電廠精度始終無法滿足要求,經過分析現場服務巡檢單中定義的檢查作業項才發現電場新近并入了近10兆瓦的光伏項目,這樣白天實際總有功總是大于原有風電的預測功率,到了晚上,光伏停止發電,預測功率又變得精度提高,找到原因,對癥下藥,很多這類問題通過現場巡檢服務得到了解決。
其次,發電功率預測系統每天需要通過互聯網及時獲取4次天氣預報數據,電場的網絡通訊和氣象服務器成為整個預測系統完成數據采集和上報的生命線。但是互聯網網絡通訊和氣象服務器恰恰是出現問題最多的位置。電場相關管理部門大多關心電力調度網的通訊穩定性,由于偏遠丘陵或荒漠地區互聯網的網絡基礎設施質量都比較差,網絡一旦中斷,氣象預報即中斷,必然影響預報準確性。比如東北電網對區域上報率考核非常嚴格,每天必須保證有數據完成100%上報,2014年末東潤環能在內蒙古赤峰的一個項目上現場巡檢,發現系統中的天氣預報曲線已經變成一條直線,通過現場緊急排查,發現氣象數據已經中斷了4天,如若不及時補充和修訂數據,上報及時率將不達標,這時該廠的互聯網已經斷了數日,技術人員迅速通過手機無線網絡,從東潤環能的遠程云平臺獲取到最新的氣象天氣預報數據。考慮到臨近新年,山區又偏遠,不可能在短期內能夠完成網絡修復和氣象服務器的替換,巡檢團隊及時啟動特殊情況應急預案,保證了預測文件和氣象文件的及時生成和1個月內的上報準備,并主動將其故障服務器攜帶下山幫助恢復數據,極大解決了該電場的現實困難。
再次,風機檢修、停機等問題對預測影響也很大。現在很多區域逐步從月MSE考核發展到日MSE,對預測精度的要求越來越高,精細化管理也就應用而生。在巡檢團隊走過的風電場,幾乎每個風電場每天都會有若干臺風機出現各種原因的非計劃停運,電場人員往往沒有習慣或者意識在預測系統中編制一份基礎的檢修計劃,這樣預測系統也就無法形成訓練模型進行分析,出現經常性的開機容量無法準確把握,尤其是風機出質保期后,大風期間風機故障的機率更大,而精度通常在大風期也難預測準確,兩者疊加,這樣必然在很大程度影響預報日MSE預報準確性。為此,東潤環能在現場耐心和用戶講解溝通在系統中填寫檢修計劃和非計劃停運的檢修消缺記錄的重要性,專門制作了維護手冊放到集控室的工作臺上,并納入運行值班制度,久而久之,用戶對影響精度的要素也逐步成為半個專家,很多集控室的值長和廠長甚至開始以預測考核為契機,主動形成做電子檢修運行記錄的工作習慣,極大規范和提高了新能源現場實操和管理工作的規范性。通過巡檢,對發電功率預測系統(風電、光伏)在實際生產環境中的應用進行問題排查,對用戶在使用過程中提出的疑問和需求進行現場解答,對預測系統的原理進行了系統的培訓,培訓總人數超過500人。電場人員基本上已經開始對風功率預測從畏懼回避到理解分析,對考核要素以及氣象預測原理的認知更加理性,并提出詳實的需求和建議。
田京輝表示:“東潤環能將堅持以技術服務巡檢為牽引,不斷提高產品服務質量。每一場巡檢,每一次培訓都能讓我感覺到預測系統對于新能源電場的重要作用。東潤環能針對發電功率預測系統的風光衛士巡檢服務將成為我們的常態化工作之一,也是東潤環能預測產品服務不可分割的一部分。”