中國儲能網訊：當前，對新能源發(fā)電能力的預測更多集中于數日之內，月度、年度預測有所不足，成為困擾電力市場和電力系統規(guī)劃的重要問題。
伴隨新能源在電力系統中的占比不斷提升，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日之內，月度、年度預測有所不足，成為困擾電力市場和電力系統規(guī)劃的重要問題。
近期，全球能源互聯網發(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，為中遠期能源戰(zhàn)略決策、能源系統規(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，氣候對電力系統源、網、荷等各環(huán)節(jié)影響顯著。隨著新能源占比不斷提高，電力系統平衡難度與日俱增，迫切需要在電力系統規(guī)劃運行中充分考慮氣候因素，加強電力氣象預測預報，提高電力系統氣候彈性和安全韌性，更好適應氣候變化帶來的影響?！澳壳?，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換模型。
中國氣象局副局長熊紹員指出，新型電力系統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)協同創(chuàng)新，不斷提升能源氣象服務能力。
當前，全球能源互聯網發(fā)展合作組織和國家氣候中心聯合發(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《年景預測》，2025年全球新能源發(fā)電將呈現兩大趨勢。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“冬春高、夏秋低”的特點，6月、7月和9月可能出現明顯下降。“寧夏、山東等省份的風電發(fā)電小時數有望同比增加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
“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，還需結合傳統數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品，匹配電力市場年度交易、月內調度等需求。
“新能源參與電力系統運行和市場運營，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，月度和年度數據的不完善，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?？紤]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、清華四川能源互聯網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建一個全新、全方位的機制。需要學科交叉、數據融合、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?！?
