随着各国风电的快速发展,对风电功率预测的依赖性和需求度越来越大。各国政策的差异决定了投资并开展功率预测的主体的不同,总体而言,风电功率预测的用户主要是风电场运营商和电网(配电系统和输电系统)运营商。 在丹麦和德国,早期分散接入电网的陆上小型风电场,主要由电力系统运营商负责风电预测,集中接入电网的大型海上风电场由风电场运营商负责预测。在美国加州等地区,风电通过双边合同出售给供电商,风电场可以自己进行功率预测,参加日前和小时前市场,也可由系统运营商负责整个系统的风电功率预测,风电场向其支付预测服务费用。新墨西哥州的风电场并网协议中要求风电场必须进行功率预测。除此之外,英国、爱尔兰等国的风电场都需各自进行预测以参与电力市场竞争。下面分别介绍风电发达国家风电功率预测系统的管理模式情况。
2.1 丹麦
丹麦的早期陆上风电场多是小型风电场、通过配电网分散接入电网,其功率预测主要由电网运营商负责。而后期大型海上风电场集中接入输电网,风电功率预测由风电场负责。风力的预测可以实时更新,从而将风电场输出功率的波动控制在允许的范围内,控制中心要时刻保持对未来 24 小时内风电出力预测的更新,预测的准确性会影响电力市场上实时交易的价格,也会影响当天调峰成本。从 2009 年 11 月 30 日开始,北欧电力市场正式推出了负电价交易制度,即当电力系统供大于求,电力市场处于负电价时段时,风电场一般会主动降出力甚至停机。
2.2 德国
与丹麦类似,德国风电场大多数规模较小,通过配电网分散接入电网,风电功率预测主要由电网运营商承担。同时,德国的电网运营商在一定的情况下可以限制风电出力,德国《可再生能源法 2004》和《可再生能源法 2008》都规定,如果发电设施在电网过载时不能减少其发电量,则电网运营商可以不履行可再生能源电力优先上网的义务。《可再生能源法 2008》还规定,电网在过载等紧急情况下可以限制 100kW 以上可再生能源发电机组的出力。
2.3 西班牙
西班牙风电企业有义务提前将风电出力通报电网运营商。2004 年 3 月,西班牙出台《皇家法案》(R D 436/2004),对风电的价格体系、辅助服务等方面做了明确规定。在电价方面规定风电电价实行“双轨制”,即固定电价和溢价机制相结合的方式;同时《皇家法案》对风电场的义务也提出了明确的要求,即装机容量超过 10MW 的风电场必须向电网运营企业上报风电功率预测上网电力。对于选择溢价方式的风电场,在签订购售电合同时将预先考虑预测偏差,风电场必须每日上报次日的风电功率预测上网电力,对于预测电力过大或过小的时刻,风电场应通过在电力市场出售或购买差额电力的方式来保持系统平衡。西班牙电网的调峰主要靠水电和联合循环等快速调节机组承担,在电网调峰困难时,风电场也要根据调度指令参与系统调峰,在系统紧急情况下(系统过频,线路过载和潜在的系统稳定危险等)可限制风电出力,并且这部分电量不给补偿。
2.4 美国