基于短期歷史資料的河西地區(qū)太陽輻射預(yù)報訂正研究

韓自奮,顏鵬程,李 揚,呂清泉,張鐵軍,邊宏偉,王永政,張 莉

(1.國網(wǎng)甘肅省電力公司電力調(diào)度中心，甘肅 蘭州 730070；2.中國氣象局蘭州干旱氣象研究所，甘肅省干旱氣候變化與減災(zāi)重點實驗室/中國氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點實驗室，甘肅 蘭州 730020；3.蘭州大方電子有限責任公司，甘肅 蘭州 730050；4.國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學研究院，甘肅 蘭州 730070；5.甘肅省白銀市氣象局，甘肅 白銀 730900)

引 言

甘肅河西地區(qū)降水量少、云量少、空氣干燥、光照資源豐富，年均日照時數(shù)為2600～3319 h，總太陽輻射為5400～6350 MJ·m2[1]，具有良好的氣候資源優(yōu)勢，為大規(guī)模建造光伏電廠提供了良好條件。在“十二五”期間，甘肅省已經(jīng)建成并投入使用8.51 GW水電、12.52 GW風電和6.10 GW光電項目，其中光電產(chǎn)業(yè)年平均增長率達到213.9%。根據(jù)《甘肅省“十三五”能源發(fā)展規(guī)劃》(簡稱“《規(guī)劃》”)，截至2020年，光伏發(fā)電將增至9.90 GW，增幅超過風電增幅(1.48 GW)和水電增幅(0.99 GW)的總和。隨著光伏電廠規(guī)模擴大，用電方式、電力調(diào)度等問題凸顯，發(fā)電不能及時有效并網(wǎng)，導致棄電現(xiàn)象嚴重，國家能源局統(tǒng)計信息顯示2017年上半年甘肅光伏發(fā)電棄電率達24.1%[1]。對光伏電廠發(fā)電量的估計與實際發(fā)電量差異較大是造成棄電的主要原因之一[2]，因此提升光伏電廠太陽輻射的預(yù)報能力是關(guān)鍵。

目前，光伏電廠預(yù)報太陽輻射的主要手段包括數(shù)值模式和數(shù)理統(tǒng)計模式[3-4]。其中，數(shù)值模式應(yīng)用較為廣泛的有WRF[5]、MM5[6-7]、ECMWF[8]等中尺度模式，而統(tǒng)計方法包括模式輸出統(tǒng)計(model output statistics, MOS)方法、回歸方法[9-10]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[11-17]及深度學習方法[18]等。近年來，隨著太陽能光伏發(fā)電規(guī)模的發(fā)展，太陽輻射預(yù)報的需求不斷增加，數(shù)值預(yù)報的精度要求也越來越高，利用統(tǒng)計方法對數(shù)值模式的預(yù)報結(jié)果進行再訂正，獲得更低偏差的預(yù)報產(chǎn)品。……