國外風電功率預測發展現狀

　　風電功率預測系統在丹麥、德國、西班牙、美國等風電發達國家得到了廣泛應用，并成為了風電優化調度的重要支持系統。目前風電功率預測系統在預測時間尺度上主要分為 0 ～ 4 小時的超短期功率預測和0～48 小時的短期（日前）功率預測。隨著研究和應用的不斷深入，多模型組合預測、多數值天氣預報組合預測等不斷出現，預測精度不斷提高。

　　丹麥是世界上風電裝機和風電發電量占總電力裝機和發電量比例最高的國家，也是最早進行風電功率預測研究和系統開發的國家之一。早在 1990 年，丹麥 Risø 可持續國家能源實驗室的學者 Las Landberg 采用類似歐洲風圖集的方法開發了一套預測系統，其主要思想是把數值天氣預報提供的風速、風向通過一定的方法轉換到風電機組輪轂高度的風速、風向，然后根據功率曲線得到風電場的出力，并根據風電場的尾流效應對其進行修正。該系統采用丹麥氣象研究所所提供的高精度有限區域模型（HIRLAM）作為預測系統的數值天氣預報輸入。從1992 到 1999 年，這個模型在丹麥東部、愛爾蘭電力供應委員會（ESB）以及愛荷華州進行了測試。Risø 實驗室在此基礎上開發了風電場功率預測系統Prediktor，它主要使用物理模型，其大范圍的空氣流動數據是由 HIRLAM 提供。Prediktor 系統同時使用 Risø 實驗室研發的 PARK 模型模擬風電場的尾流影響。另外，Prediktor 系統增加了兩個模式輸出統計（MOS）模塊來表示未能在物理模型中表示出來的其它因素。該系統在丹麥、德國、法國、西班牙、愛爾蘭、美國等地的風電場得到廣泛應用。

　　1992 年丹麥技術大學信息和數學建模學院（IMM）開發了基于統計方法的風電功率預測工具WPPT，用于單個風電場、多個風電場或某一區域的風電功率預測。WPPT 系統能夠給出未來 0-39 小時的預測結果以及預測的不確定性估計。1994 年該系統在丹麥西部電力公司投入運行，1999 年開始在丹麥東部電力公司運行。系統最初用適應回歸最小平方根估計結合指數遺忘算法，后來加入 HIRLAM 模型，目前系統運行在丹麥西部電力系統運營商、丹麥東部電力系統運營商、丹麥西部熱電聯產電廠和風電場運營商以及丹麥東部熱電聯產電廠和風電場運營商中使用。

　　Zephry 系 統 是 Risø 實 驗 室 和IMM 聯合開發的新一代短期風功率預測系統。Zephry 融合了 Prediktor和 WPPT 的優點，可進行超短期預測（0 ～ 4 小時）和日前預測（未來36 ～ 48 小時），時間分辨率為 15分鐘。Zephry 系統中使用了在線實測數據和先進統計方法，使得它能夠給出很好的短期預測。另外，Zephry系統中還加入了 HIRLAM 等氣象模型，使得系統的長期預測精度有了較大提高。目前丹麥所有系統運營商都在使用該系統。