風(fēng)電場理論可發(fā)電量與棄風(fēng)電量評估導(dǎo)則編制說明

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)報批資料一、工作簡況1、任務(wù)來源近年來，我國風(fēng)電裝機保持快速增長，截止2020年12月底，我國風(fēng)電累計裝機容量已達到2.81億千瓦，居世界首位，在世界范圍內(nèi)，實現(xiàn)了從“行業(yè)追趕”到“行業(yè)引領(lǐng)”的轉(zhuǎn)變，取得了舉世矚目的成就。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)步伐的加快，未來風(fēng)電還會進一步急劇增長。與此同時，我國風(fēng)電的快速發(fā)展也帶了一定問題，風(fēng)電消納就是主要問題之一。棄風(fēng)限電除直接影響風(fēng)電消納外，還帶來了一系列重大問題：一是準(zhǔn)確的棄風(fēng)電量無法科學(xué)的評估；二是棄風(fēng)限電使風(fēng)電實際出力數(shù)據(jù)失真，無法用于相關(guān)理論和技術(shù)研究；三是實際功率數(shù)據(jù)是風(fēng)電功率預(yù)測的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，棄風(fēng)限電使風(fēng)電實際功率數(shù)據(jù)失真，降低風(fēng)電功率預(yù)測精度，進一步制約風(fēng)電消納。同時，棄風(fēng)限電問題是全社會關(guān)注的焦點，國家發(fā)改委和國家能源局均明確要求電網(wǎng)企業(yè)及時向社會發(fā)布風(fēng)電受限情況。此外，國際電工委員會（IEC）下設(shè)的可再生能源并網(wǎng)分技術(shù)委員會（SC8A）由我國發(fā)起成立，其中的新能源功率預(yù)測工作組承擔(dān)風(fēng)電等新能源功率預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，該國際標(biāo)準(zhǔn)將對風(fēng)電功率預(yù)測的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做出規(guī)定，風(fēng)電功率數(shù)據(jù)是其中之一，但我國當(dāng)前部分地區(qū)棄風(fēng)限電后的功率數(shù)據(jù)將無法滿足其要求。風(fēng)電場可用發(fā)電能力和棄風(fēng)電量評估能夠高精度恢復(fù)棄風(fēng)限電失真信息，可有效解決上述問題。2013年，我國發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)電場理論可發(fā)電量與棄風(fēng)電量評估導(dǎo)則》，對促進風(fēng)電健康有序發(fā)展產(chǎn)生了積極作用，但隨著數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲等技術(shù)的發(fā)展，以及人工智能、大數(shù)據(jù)挖掘等前沿理論的日趨成熟，原有標(biāo)準(zhǔn)的評估方法已較為落后。對此，2020年，根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)國家能源局2020年能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃及外文版翻譯計劃的通知》（中電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)〔2020〕225號），啟動《風(fēng)電場理論可發(fā)電量與棄風(fēng)電量評估導(dǎo)則》推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，計劃編號為能源20200596。2、主要工作過程預(yù)研階段標(biāo)準(zhǔn)編制的牽頭單位中國電科院自2011年開始風(fēng)電場受限電量評估相關(guān)技術(shù)的研究工作，早期主要提出了樣板風(fēng)機法和測風(fēng)數(shù)據(jù)外推法，其中，樣板風(fēng)機法較為簡單，但計算精度較低，偏差達到3%以上；測風(fēng)數(shù)據(jù)外推法利用測風(fēng)塔數(shù)據(jù)實現(xiàn)理論發(fā)電功率的計算，精度較樣板風(fēng)機法有所提高，可將偏差降低到3%以下，但算法的魯棒性較低。隨著數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲性能的提升，單機信息法被提出，在提升算法魯棒性的同時，將計算偏差降低到了1%左右。中國電科院基于上述研究，編制了國家標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)電場受限電量評估導(dǎo)則》，目前已經(jīng)發(fā)布。起草階段2020年10月，中國電力科學(xué)研究院有限公司根據(jù)《風(fēng)電場理論可發(fā)電量與棄風(fēng)電量評估導(dǎo)則》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項目任務(wù)書的要求，成立了標(biāo)準(zhǔn)修訂工作組。工作組對我國當(dāng)前主要的風(fēng)電場受限電量評估方法進行了梳理，分析了原始標(biāo)準(zhǔn)存在的問題，結(jié)果已經(jīng)發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)，在調(diào)研的基礎(chǔ)上，于2021年3月編寫了新的標(biāo)準(zhǔn)大綱，并組織內(nèi)部會議進行了討論，確定了大綱內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，于2020年8月形成了修訂初稿。2021年9月27日，標(biāo)準(zhǔn)修訂承擔(dān)單位組織相關(guān)專家在北京召開了針對標(biāo)準(zhǔn)初稿的討論會，與會專家對標(biāo)準(zhǔn)進行了充分討論，給出了修改意見，根據(jù)會議提出的修改意見，經(jīng)查證、分析、修改，工作組對初稿進行了完善，于2021年10月形成了征求意見稿。2021年11月，工作組召開第2次內(nèi)部討論會，對標(biāo)準(zhǔn)第二版初稿進行了討論，給出了完善意見，根據(jù)內(nèi)部討論會提出的修改意見，經(jīng)查證、分析、修改，于2021年12月底形成了第三版初稿。征求意見階段2019年3月8日，由全國電網(wǎng)運行與控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會發(fā)函向34家電網(wǎng)公司進行了意見征集，截止2019年4月9日，共收到2條意見或建議（見國家標(biāo)準(zhǔn)征求意見匯總處理表），編寫組對收到的意見逐條進行了認(rèn)真討論、分析和處理，并于2019年4月形成了第一版標(biāo)準(zhǔn)送審稿。2019年5月14日，工作組在北京組織召開了第2次內(nèi)部討論會，共6家單位參加，針對第一版標(biāo)準(zhǔn)送審稿給出了修改意見，根據(jù)修改意見，編寫組經(jīng)查證、分析，形成了第一版送審稿的修訂稿。2019年7月19日，由全國電網(wǎng)運行與控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會發(fā)函面向社會進行第2次意見征集，同時在全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺同步征求意見。截止2019年9月16日，共收到8條意見或建議（見國家標(biāo)準(zhǔn)征求意見匯總處理表）。在第2次發(fā)函征求意見期間，2019年8月2日，工作組在成都組織風(fēng)機制造企業(yè)、風(fēng)電場企業(yè)、電網(wǎng)公司、科研院所等單位在成都召開了標(biāo)準(zhǔn)送審稿討論會，共征集20條意見或建議。根據(jù)第二次發(fā)函征集的意見和成都現(xiàn)場會議征集的意見，編寫組逐條進行了認(rèn)真討論、分析和處理，并于2019年9月12日形成了最終版標(biāo)準(zhǔn)送審稿。審查階段2020年12月10日-11日，經(jīng)全國電網(wǎng)運行與控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會發(fā)文，對《風(fēng)電場受限電量評估導(dǎo)則》國家標(biāo)準(zhǔn)的編制工作和主要技術(shù)內(nèi)容進行了會審。本次會審的意見處理結(jié)果見《國家標(biāo)準(zhǔn)審查意見匯總處理表》。報批階段工作組根據(jù)會審意見對標(biāo)準(zhǔn)送審稿作了進一步的修改、整理和完善，于2022年12月中旬，形成了標(biāo)準(zhǔn)報批稿、編制說明及其它相關(guān)文件，完成報批。主要參與人員分工：馮雙磊、梁志峰、王勃等主要承擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中的組織管理，參與了標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方案的修改，對標(biāo)準(zhǔn)的編制給出建議，承擔(dān)前言、范圍、規(guī)范性應(yīng)用文件等部分的編寫；王錚、車建峰、趙艷青、姜文玲、張菲等承擔(dān)了標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方案的修改，承擔(dān)了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、評估方法和附錄等部分的編寫；劉純、王釗、汪不惟等承擔(dān)了術(shù)語和定義、基本規(guī)定等部分的編寫。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)及解決的主要問題1、編制原則遵循標(biāo)準(zhǔn)化編制的“四性”要求：技術(shù)上的先進性和科學(xué)性、與國家法律法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實施上的可操作性。貫徹執(zhí)行國家的有關(guān)法律、法規(guī)和方針、政策，研究現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，密切結(jié)合新能源技術(shù)特點和工程建設(shè)要求，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量、保護環(huán)境、提高投資效益，保證電力工程安全和穩(wěn)定運行。充分考慮編制本標(biāo)準(zhǔn)的目的和必要性，總結(jié)近年來國內(nèi)調(diào)度運行的實踐經(jīng)驗和研究成果，加強調(diào)研，借鑒國內(nèi)外成熟、先進的技術(shù)和方法，充分繼承，合理改進，積極、謹(jǐn)慎、穩(wěn)妥地采用新技術(shù)、新設(shè)備，保持本標(biāo)準(zhǔn)的先進性。貫徹執(zhí)行《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》等法律、規(guī)定，做到格式規(guī)范，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，結(jié)構(gòu)清晰。充分發(fā)揚民主，與有關(guān)方面協(xié)商一致，共同確認(rèn)；做好與現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)，避免重復(fù)或矛盾。標(biāo)準(zhǔn)的編寫符合統(tǒng)一的規(guī)定，內(nèi)容編排上符合先共性、后個性的原則，做到內(nèi)容完整、具體，用詞簡明，規(guī)定明確，不模棱兩可。工作分工協(xié)作、落實責(zé)任，即嚴(yán)格控制進度計劃、又確保質(zhì)量。2、主要內(nèi)容3.3單機運行狀態(tài)與國標(biāo)GB/Z35483一致，主要用于確定風(fēng)電場受限的原因，即區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)中的場內(nèi)受限和場外受限。3.9風(fēng)電場實際發(fā)電功率為了規(guī)避廠用電問題，本標(biāo)準(zhǔn)將其定義為風(fēng)電場內(nèi)所有單機功率的總和，而非風(fēng)電場升壓變高壓側(cè)的有功功率。3.11風(fēng)電場場內(nèi)受限電量為了更準(zhǔn)確的分析棄電原因，將風(fēng)電場受限電量按照場內(nèi)和場外進行了區(qū)分，場內(nèi)受限電量的本質(zhì)是由于風(fēng)電場內(nèi)自身設(shè)備檢修、異?；蚬收系仍蛞鸬氖芟揠娏?。3.12風(fēng)電場場外受限電量風(fēng)電場場外受限電量的本質(zhì)是風(fēng)電場之外的原因帶來的受限，如調(diào)峰約束、斷面約束等。4增加了對風(fēng)電機組運行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備要求基于風(fēng)電機組運行數(shù)據(jù)的評估方法可以提高受限電量評估的準(zhǔn)確度，包括單機功率、機艙風(fēng)速、單機運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。6.1不納入棄風(fēng)電量統(tǒng)計的情況實際運行中存在因臺風(fēng)、地震、洪水等不可抗因素以及不滿足管理規(guī)范和技術(shù)要求等的懲罰性或強制性限電，這些情況應(yīng)不納入棄風(fēng)統(tǒng)計。8.2計算模型優(yōu)化如非受限時段內(nèi)，計算獲得的風(fēng)電場可用發(fā)電電量與風(fēng)電場實際發(fā)電電量的月度電量相對偏差大于3%，應(yīng)對評估模型進行校驗，若偏差由模型導(dǎo)致，應(yīng)對計算模型進行優(yōu)化，直至滿足要求。三、主要試驗情況分析本標(biāo)準(zhǔn)是在原有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來實際運行中對受限電量計算的新要求形成的，在方法上存在較大的變化，由于數(shù)據(jù)采集設(shè)備穩(wěn)定性的提高，以及數(shù)據(jù)存儲能力的提升，用魯棒性更有的單機信息法替代原有測風(fēng)數(shù)據(jù)外推法，同時考慮了實際工程的可操作性，使得依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的受限電量評估具有工程適應(yīng)性，且確保了評估的精度，從新疆的實際應(yīng)用案例來看，可將評估的準(zhǔn)確性由97%左右，提升至99%左右。四、知識產(chǎn)權(quán)情況說明本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利。五、產(chǎn)業(yè)化情況、推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達到的經(jīng)濟效果我國風(fēng)電裝機容量世界第一，但受電源結(jié)構(gòu)等因素的影響，我國風(fēng)電還存在一定程度的受限問題，科學(xué)準(zhǔn)確的評估風(fēng)電受限電量，從而采取相應(yīng)的解決措施，對促進風(fēng)電健康發(fā)展具有十分重要的作用。風(fēng)電場可用發(fā)電電量和棄風(fēng)電量評估系統(tǒng)實現(xiàn)風(fēng)電受限電量科學(xué)準(zhǔn)確評估的重要手段，在國內(nèi)的風(fēng)電場業(yè)主、電網(wǎng)調(diào)控機構(gòu)等獲得了廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)的核心是受限電量評估方法，即本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的方法。起草單位自2012年開始開展受限電量評估的相關(guān)技術(shù)研究和應(yīng)用工作，并編制了相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在多年技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，修訂形成了本標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)先進性和技術(shù)合理性在實踐中獲得了充分驗證。六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)情況本標(biāo)準(zhǔn)沒有采用國際標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)編制過程中未查到同類國際、國外標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)編制過程中未測試國外的樣品、樣機。本標(biāo)準(zhǔn)水平為國內(nèi)先進水平。七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性沒有與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生相互聯(lián)系，與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性標(biāo)準(zhǔn)是協(xié)調(diào)一致的。本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)則起草，有關(guān)技術(shù)內(nèi)容的規(guī)定和試驗方法與GB/T18451.2《風(fēng)力發(fā)電機組功率特性測試》、GB/T18709《風(fēng)電場風(fēng)能資源測量方法》、GB/T18710《風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法》、GB/T18451.2-2012《風(fēng)力發(fā)電機組功率特性測試》、GB/T40603《風(fēng)電場受限電量評估導(dǎo)則》、GB/Z35483-2017《風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電量可利用率》等協(xié)調(diào)一致。八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)無九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議建議本標(biāo)準(zhǔn)作為