文 | 马晓慧，丁同光，宋刚，马凤林

国家能源局西北监管局于2018 年12 月颁布实施了《西北区域发电厂并网运行管理实施细则》和《西北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》（简称新版“两个细则”），自此，2015 年颁布实施的旧版“两个细则”废止。

“两个细则”对保障电网安全稳定、促进新能源与传统能源协调发展起到重要作用，为新疆电网并网发电机组运行管理提供技术标准与行业规范。根据国家能源局新疆监管办公室公布的“两个细则”考核与补偿情况，截至2019 年12 月，新疆电网共有123个风电场、276 个光伏电站、34 个火电厂、23 个水电站和1 个燃气电站被纳入“两个细则”管理。

图1 风电场功率预测管理流程

风电场功率预测管理流程

新版“两个细则”对风电场功率预测的精度要求提高、考核金额加大。与旧版相比，上传率由90%提高至95%，短期功率预测指标取消了均方根误差考核，增加了超短期预测中的调和平均数准确率指标；同时，为验证风电场在不限电情况下的理论出力效果，增加了理论功率指标。新疆电网省地一体化调度管理系统于次日公示考核明细，国家能源局新疆监管办公室按月度公布考核结果。

结合风电场实际运行情况，对预测功率及理论功率的上传和考核计算流程进行系统梳理，详见图1，新版“两个细则”总体考核要求见表1。

某风电场考核原因数据分析

某装机容量为49.5MW 的风电场位于新疆罗布泊风能资源区，是天山山脉气流向东运动的必经之地。该风电场采用33 台华创风能CCWE1500-93型风电机组，塔筒高度为78m，2019年11 月的平均风速为3.16m/s，从切入风速3m/s 至切出风速25m/s 的有效风时数占比为46.2%，其中，3m/s 至额定风速10m/s 之间的有效风时数占比为97.4%，可见该月整体风况以小风天偏多。同时，该风电场月度“两个细则”考核分数在区域对标排名中较高，具有一定的代表性。本文以该风电场“两个细则”考核明细及公示分数为例，对其按以上四项指标进行月度考核计算，计算结果（表2）与能监办公示的考核总分一致，反映了计算公式及依据的准确性。

表1 新版“两个细则”对风电场功率预测的考核指标

表2 2019年11月新疆某风电场“两个细则”考核计算结果

一、超短期功率预测考核分析

（一）无风天存在小数位差异

在无风天时，虽然预测值与实际值的差值小，但由于存在两位小数的偏差，导致公式计算出的偏差大。如图2 所示，以2019 年11 月28 日为例，该天仅因1：00－2：15 和17：30 七个噪点导致整体数据失真，调和平均数准确率仅为1.91%，考核分数为5.43分。其原因为在切入风速3m/s 附近，此风电场采用的机组未能正常发电。由于机组能否正常并网发电与整机性能息息相关，而功率预测厂家是以整机理论功率曲线进行预测，因此业主单位应及时将此情况向功率预测厂家进行反馈。

针对此问题，建议在无风天时，合理利用超短期调和平均数准确率公式中的免考核策略，将类似情况的功率调整为装机容量的3%以内，免除因此部分偏差造成的考核分。

（二）大风天存在气象源偏差

以2019 年11 月3 日为例，在大风天时，出现气象数据与实际数据变化幅值不一致的情况。如图3 所示，实际风速从13：30 开始到次日00：00 均高于预测风速，造成功率平均偏差为1.89MW，少预测电量约为1.03万千瓦时。

针对此问题，建议升级功率预测算法，参照实际功率做预测；同时，也可提高气象采集频次，由目前的一日两次增加为多次。

二、理论功率考核分析

（一）无风天理论功率出现负值

以2019 年11 月18 日 和2019 年11 月25 日为例（图4），这两日基本无风，由于风电机组SCADA 系统会考虑待机状态下从电网吸收的功率，因此，理论功率出现负值，而电网侧仅测量风电场实际发出的功率值，该值始终大于等于零，从而导致偏差。这两日理论功率中分别有83 个、84个点为负值，累计和为-7.93MW，实际功率为0MW，由此产生的考核分数为2.44 分，占全月理论功率考核的27.5%。然而，需要注意的是，小风或无风时出现的负值能够对大风时部分应发未发电量进行抵消，从而在全天减小与实际功率的差值，减少理论功率的考核分。

针对上述问题，在进行理论功率修正时，不能仅仅将无风天理论功率负值归零。如图4 所示，非负值因素产生的考核分主要由风电机组功率曲线不达标造成，因此，还需对其他风况按照Bin 法参照对应实际功率进行分区校准。

（二）大风天风电机组功率曲线不达标

以2019 年11 月22 日 为 例，当日17：45 － 23：45 的 平 均 风 速 为10.39m/s，且当日无故障机组，按照功率曲线理论功率应为149.2MWh，然而实际功率却为143.7MWh。其中，电网已自动筛除该时段中的限电时刻，反映出风电机组存在应发未发的情况。

（三）理论功率的修正方法

针对上述两项问题，为使理论功率与实际功率趋势一致，基于Bin 法将预测功率按0.5MW 为一个单位步长，统计[0.5MW，49.5MW] 区间各预测功率下的平均实际功率，进行理论功率矫正系数的计算，如图5 所示，得出平均矫正系数为95.6%。矫正后理论功率符合实际功率变化，有效降低了考核分。

图2 预测功率的绝对误差

图3 测风塔和天气预报的风速对比

对风电场运行与管理的建议

随着新能源在外送通道占比的提升及现货交易市场的逐步开放，新能源企业对短期、超短期预测功率和理论功率的精度要求将日益严格。因预测功率和理论功率精度不达标造成的考核分值偏高已然成为拉低企业盈利水平的“出血点”，因此，制定行之有效的策略是当前提升“两个细则”管理能力的关键所在。本文通过归纳整理目前已实施管理办法，形成如下几条建议：

一、提升运行人员的数据分析能力

提高风电场运行人员对风电功率预测系统的运行维护与数据分析能力，使其具备掌握短期预测状态、超短期预测状态、风电机组接入状态、气象预测状态、功率预测上报、测风塔数据上传状态的运维能力。同时，要理解考核指标来源，形成测风塔、功率预测系统、风电机组SCADA 系统等

多元数据集合分析的思维能力。尤其针对理论功率曲线不达标的问题，按照GB/Z35483―2017《风力发电机组发电量可利用率》，该类情况属于风电机组处于正常运行但仍含有潜在发电量的状态，虽然时间可利用率达标，但从发电量可利用率上追溯则能发现风电机组存在的“隐形”缺陷。后续应对风电机组变桨、偏航、齿轮箱、发电机等各传动环节参数进行分析，探究理论功率不达标的根本原因。

二、提高免考核申报的通过率

根据国家能源局新疆监管办公室下发的《新疆区域并网发电厂〈两个细则〉补充规定》和《新疆区域并网发电厂〈两个细则〉免考核规定》，目前“两个细则”考核均按三折执行，要求风电场人员掌握免考核申报的多种途径及具体执行标准，对电网故障类、检修计划类、第三方故障类、不可控外力类、更换系统类、未满一年类、限电未完全筛除类免考途径要有敏锐的洞察力和分析能力。

三、强化与第三方厂家的技术沟通

风电场预测功率和理论功率模型的优化与修正并非一蹴而就，其需要大量历史数据作为训练样本，因此，风电场应本着科学客观的原则与第三方服务厂家进行技术沟通，不能仅以降低考核为单一诉求，而应从多元数据分析角度寻找解决思路，从而达到信息共享与有效交流，提高风电场预测功率、理论功率的准确性和可靠性。

图4 因理论功率不达标产生的考核分

图5 理论功率的矫正系数

结语

“两个细则”降考核管理是新能源场站降本增效的有效手段，为不断提升功率预测设备治理水平，最大程度降低由功率预测不达标造成的考核分数，需对风电机组功率预测、运行数据进行综合性分析，提高风电场功率预测的准确率和风电机组的可利用率。同时，随着现货交易市场的逐渐开放，对日前预测、超短期预测的精度要求会日益增加，对于如何在降考核和提收益上提升风电场竞争力，还需在数据挖掘和分析上进行深入的研究与思考。