eWind 系 統(tǒng) 是 美 國 AWSTruewind 公司開發(fā)的風功率預測系統(tǒng),它將高分辨率的中尺度模型與統(tǒng)計學模型相結(jié)合,主要包括一組高精度的三維大氣物理數(shù)學模型、適應性統(tǒng)計模型、風電場輸出模型和預測分發(fā)系統(tǒng)四個部分。eWind 使用ForeWind 數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù)作為中尺度模型。為了得到高分辨率的數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù),該系統(tǒng)使用多個模型進行初始化,然后利用統(tǒng)計方法預測測風塔處的氣象數(shù)據(jù),最后使用“統(tǒng)計風電場輸出模型”得到風電功率。預測時間尺度是 48 小時,時間分辨率為 1 小時。目前該系統(tǒng)為加州的兩個大型風電場提供預測服務。
PowerSight 系統(tǒng)是 3TIER 環(huán)境預測集團與華盛頓大學聯(lián)合開發(fā)的風電功率預測系統(tǒng)。該預測系統(tǒng)包含 2 個模塊:日前和周前預測系統(tǒng)及小時前預測系統(tǒng)。第一個模塊提供時間尺度為 168 小時(7 天)和 84 小時的預測,時間分辨率為 1 小時。系統(tǒng)首先使用數(shù)值天氣預報模式 WRF 或 MM5 的 6 種最優(yōu)結(jié)構(gòu)進行氣象預測,每天預測 4 次,空間分辨率為5km;然后通過模式輸出統(tǒng)計修正數(shù)值天氣預報預測誤差;最后根據(jù)功率曲線預測輸出功率,同時估計預測的不確定性。第二個模塊提供時間尺度為 8 小時、時間分辨率為 1 小時、更新頻率為 5 分鐘 /10 分鐘 /15 分鐘的超短期預測。除了使用風電場的SCADA 數(shù)據(jù)外,還使用日前預測數(shù)據(jù)和其它場址的氣象數(shù)據(jù)。目前,該系統(tǒng)在美國覆蓋的風電裝機容量超過6000MW。未來主要研究的領(lǐng)域包括:日前爬坡預測、小時內(nèi)預測和小時前爬坡預測。
Precise Stream 系 統(tǒng) 是 Precise Wind公司開發(fā)的風電功率預測系統(tǒng),該系統(tǒng)采用物理方法,提供單臺風
機、單個風電場和風電場群的功率預測。系統(tǒng)的預測方法基于中 - 小尺度大氣模型。這一方法的主要特點是能捕捉垂直方向 17km、水平方向數(shù)百公里的氣象信息。模型使用不同水平分辨率的三重網(wǎng)格定義場址周邊的較大區(qū)域,內(nèi)部的分辨率為 1 公里。以上特點使該系統(tǒng)對于復雜地形風電場的預測具有非常明顯的優(yōu)勢。但該方法計算量巨大,需要使用大規(guī)模刀片集群計算機系統(tǒng)。Precise Stream預測系統(tǒng)根據(jù)風速的測量值或風電場實測功率進行后處理以修正系統(tǒng)誤差。不過與一些統(tǒng)計模型需要至少 1 年的測量數(shù)據(jù)不同,該系統(tǒng)只需要 3個月的數(shù)據(jù)。Precise Stream 系統(tǒng)可提供多個時間尺度的預測:日前預測(48 ~ 72 小時)、次日預測(24 小時)、時前預測(4 ~ 6 小時)、提前 1 小時預測和時內(nèi)預測。
1.5 其他國家
英國、法國、愛爾蘭等風電發(fā)展較快的歐美國家紛紛開始開發(fā)和應用風電功率預測系統(tǒng),其中較為成熟的產(chǎn)品有英國 Garrard Hassan 公司開發(fā)的 GH Forecaster 系統(tǒng)、法國 Ecole des Mines de Paris 公司開發(fā)的 AWPPS 系統(tǒng)、愛爾蘭國立科克大學與丹麥氣象研究所聯(lián)合開發(fā)的HIRPOM 系統(tǒng)等。
2. 國外風電功率預測的管理模式現(xiàn)狀