中國儲能網(wǎng)訊：當前，對新能源發(fā)電能力的預測更多集中于數(shù)日之內(nèi)，月度、年度預測有所不足，成為困擾電力市場和電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要問題。
伴隨新能源在電力系統(tǒng)中的占比不斷提升，能源與氣候問題深度耦合，已成為全球科學研究和工程實踐的前沿熱點。當前，對新能源發(fā)電能力的預測更多集中于數(shù)日之內(nèi)，月度、年度預測有所不足，成為困擾電力市場和電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要問題。
近期，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織（以下簡稱“合作組織”）和國家氣候中心舉行《全球新能源發(fā)電年景預測2025》（以下簡稱《年景預測》）成果發(fā)布會。相關成果有望為研判新能源發(fā)電能力年際變化、開展年度能源平衡分析提供依據(jù)，為中遠期能源戰(zhàn)略決策、能源系統(tǒng)規(guī)劃、風險管理控制提供新視角。
補全長期預測空白
2024年，全球風電與光伏發(fā)電裝機容量達到約30億千瓦，超過全球電力總裝機的30%。但受多種氣候因素影響，2024年全球風電光伏發(fā)電能力有所下降。去年德國風電裝機同比增長了4%，而發(fā)電量卻下降了2%。由于季風季節(jié)降雨量偏多，去年印度大部分地區(qū)的太陽能輻射量下降了3%—10%，影響了光伏發(fā)電效率。
合作組織駐會副主席劉澤洪表示，氣候?qū)﹄娏ο到y(tǒng)源、網(wǎng)、荷等各環(huán)節(jié)影響顯著。隨著新能源占比不斷提高，電力系統(tǒng)平衡難度與日俱增，迫切需要在電力系統(tǒng)規(guī)劃運行中充分考慮氣候因素，加強電力氣象預測預報，提高電力系統(tǒng)氣候彈性和安全韌性，更好適應氣候變化帶來的影響。“目前，全球新能源發(fā)電預測主要集中在短期和超短期，但對于更長時間尺度，尤其是以月度、年度為周期的預測還處于空白?！?
要把握新能源發(fā)電長期趨勢，需破解多方面難題。首先，需要將全球劃分為多個區(qū)塊，精準預測每個位置未來一年的風、光、溫度和氣象等要素演變。還需要準確定位全球每一座風電、光伏場站的位置和規(guī)模。此外，還要研究建立從大氣脈動到電力輸出的精準轉(zhuǎn)換模型。
中國氣象局副局長熊紹員指出，新型電力系統(tǒng)對氣候資源評估預報和極端氣象災害預警的需求日益迫切。中國氣象局正加快構(gòu)建能源氣象服務業(yè)務體系、拓展能源氣象服務領域以及深化行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，不斷提升能源氣象服務能力。
當前，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織和國家氣候中心聯(lián)合發(fā)起技術攻關，從能源和氣象視角出發(fā)，開展新能源發(fā)電能力中長期預測研究。相關研究團隊通過建立氣象要素預報、風光場站識別、發(fā)電出力預測框架，提出覆蓋全球范圍，空間分辨率28公里，時間分辨率為月度的新能源發(fā)電能力年度預測。
發(fā)電能力預計提升
據(jù)《年景預測》，2025年全球新能源發(fā)電將呈現(xiàn)兩大趨勢。首先，總體發(fā)電能力相比2024年將略有提高，相關大氣響應與以往存在差異，將影響全球風電光伏的發(fā)電能力。預測結(jié)果顯示，今年全球風電發(fā)電能力將與去年基本持平，平均可利用2300小時左右；光伏發(fā)電能力將有所提升，平均可利用1350小時左右。
今年新能源發(fā)電的區(qū)域性差異將更加顯著。全球變暖背景下，大氣系統(tǒng)變化更具復雜性和不穩(wěn)定性，受到多種氣候因素影響，不同國家和地區(qū)的新能源發(fā)電能力變化差異顯著。預計今年南部非洲地區(qū)降水將異常偏多，風電光伏的發(fā)電能力等都將有所下降；南北部分地區(qū)在海陸溫差變化，亞熱帶季風系統(tǒng)階段性增強等氣候因素的加持下，風電發(fā)電能力將顯著提升。
合作組織經(jīng)濟技術研究院副院長楊方表示：“預計今年我國風電平均可發(fā)電小時數(shù)將較去年下降約2%，考慮新能源發(fā)展，發(fā)電能力將增長20%左右?！苯衲耆珖L電平均發(fā)電時長預計約2100小時，并呈現(xiàn)“冬春高、夏秋低”的特點，6月、7月和9月可能出現(xiàn)明顯下降?！皩幭摹⑸綎|等省份的風電發(fā)電小時數(shù)有望同比增加2%—8%，河南、新疆、河北等省份預計下降5%—9%?！?
楊方進一步表示，我國光伏平均可發(fā)電小時數(shù)預計較去年增加2.5%左右，發(fā)電能力將增長約40%。今年全國光伏平均可發(fā)電1300小時左右，下半年可能會高于去年同期水平?！爸饕蛟谟谌ツ昵锛疚覈狈蕉嗟?、東部和南部沿海地區(qū)降水明顯增多，導致該時段光伏發(fā)電小時數(shù)低于往年年水平?！倍夥b機較多地區(qū)中，今年浙江、河北的光伏可發(fā)電小時數(shù)將有望增加約8%、6%，而貴州、山東可能下降2%和1%。
預測價值正在顯現(xiàn)
“在新能源年景預測領域首次詳細納入氣候預測信息，對能源行業(yè)提供穩(wěn)定可靠的氣候服務意義重大?！眹覛夂蛑行母敝魅涡や赋?，氣候預測更好的服務新能源發(fā)展，還需結(jié)合傳統(tǒng)數(shù)值預報模式與人工智能預測技術，提升氣象要素預測的準確率與時效性，未來持續(xù)推出月、季、年等不同時間尺度的預測產(chǎn)品，匹配電力市場年度交易、月內(nèi)調(diào)度等需求。
“新能源參與電力系統(tǒng)運行和市場運營，長周期層面的不確定性、難以預測性，是需要解決的關鍵問題?！北本╇娏灰字行男履茉床恐魅蝿⒋T指出，“當前新能源發(fā)電預測主要以7天—3天為尺度，在市場設計方面，月度和年度數(shù)據(jù)的不完善，市場邊界不夠清晰，新能源發(fā)電年景預測為明確邊界提供了更加準確的信息?！比臧l(fā)電能力預測也有助于提升新能源企業(yè)、市場主體參與市場的能力，完善長周期層面決策。考慮到當前電力市場運營周期，年度交易一般在年底附近組織開展，建議年度預測結(jié)果在每年10月左右發(fā)布，更好指導下一年的新能源發(fā)電計劃制定。
“月度、季度再到年度，預測的時間尺度越長，電網(wǎng)防災減災的準備時間就越充足?！鼻迦A大學教授、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院常務副院長魯宗相指出，伴隨新能源接入比例提升，氣象成為電力系統(tǒng)災變的重要影響因素，如果能夠在年度計劃層面做好規(guī)劃，提前備足資源，電網(wǎng)的防災減災能力將顯著提升。同時，預測能力從短期擴展到長期，新能源電源的可控能力將顯著提升，可以更好匹配電力系統(tǒng)需求。他也指出：“氣象和電力的學科交叉是當下的熱點，但兩個領域的知識體系、話語體系、技術體系間的相互溝通仍缺乏，進一步交叉融合仍需構(gòu)建一個全新、全方位的機制。需要學科交叉、數(shù)據(jù)融合、技術方法創(chuàng)新同步推進，才能形成有效的跨行業(yè)的合作模式?！?
