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“十三五”优秀成果展示——新能源预测关键技术创新及其应用推广

发布者:   来源:   发布时间:2024/3/25 0:00:00   标签:   浏览次数:225

成果评价编号: 中气科成评[2022]214
评价结果: 良好
成果名称: 新能源预测关键技术创新及其应用推广
完成单位: 兰州大学、中国电力科学研究院有限公司、甘肃省气象局、中国气象局兰州干旱气象研究所、国网新能源云技术有限公司
成果形式: 应用研究和技术开发类-方法
研究领域: 气象服务与应用气象
评价年份: 2021
完成人: 王澄海、杨毅、张飞民、杨凯、靳双龙、刘鹏、王灏、王勇、张铁军、陶建红、李照荣、谢国辉、张德
成果简介: 本成果来源于国家科技支撑计划项目、国网能源研究院有限公司科技支撑项目、中国电力科学研究院有限公司科技支撑项目、丝绸之路信息港股份有限公司合作研发项目等。 本成果面向新能源资源评估,电功率预测,新能源发电基地开发和联网规划等基础性、前瞻性研究与应用需求。在国内率先研发了基于数值模式的近地层气象要素精细化预报关键技术;创建了同化非常规卫星辐射率资料提高近地层风速预报水平的途径和方法;研建了多尺度耦合风速预报系统;研建了考虑未来不同气候变化情景下的全球风光发电基地资源开发潜力预测模型;引入人工智能技术提高了风速和云的预测水平;揭示了西北地区复杂地形下数值模式对近地层风速预报误差的分布规律和原因。
(1)在国内较早研发了基于数值模式改进近地层风速精细化预报的关键技术,从新能源评估和电功率预测源头上解决了资料问题;极大地推动了大气数值模式在新能源预测中的应用;对新能源企业电力消纳能力的提升起到了理论与技术支撑。①揭示出了观测风速和预报误差之间存在“赶超”现象;模式对Monin-Obukhov长度估计过高是近地层风速预报误差的重要原因;②率先创建了同化非常规卫星辐射率资料提高近地层风速预报水平的途径和方法;③研建了WRF、3DVAR和CALMET多尺度耦合预报系统,提高了近地层风场的精细化预测水平。上述成果通过项目合作等方式应用于中国电力科学研究院有限公司能源数值预报业务。 (2)提出了涵盖理论和技术可开发量的再生资源开发潜力评估理论和技术方法,研建了考虑未来不同气候变化情景下的全球可再生能源开发潜力预测模型,为实现清洁可再生能源的跨区联网规划和国际能源的深度合作提供了技术支撑。①基于全球降尺度预报模式,在理论开发潜力基础上,提出了综合考虑地形地貌、自然保护区等地理要素的再生资源的技术可开发量的评估方法;②研建了全球可再生能源开发潜力的高时空分辨率的预测模型,具备全球可再生资源储量的时空变化分析功能。上述成果应用于国网新能源云技术有限公司的“可再生能源基地开发潜力分析与预测” 业务。 (3)在数值模式基础上,将机器学习算法引入到层云和对流降水的识别和预测中,通过改进并优化机器学习算法,有效提高了风速、温度、降水和辐射等要素的临近预报水平,推动了甘肃省新能源的高效利用和建设。上述成果在兰州大学科技园有限责任公司孵化培育,与丝绸之路信息港股份有限公司合作,应用于风光电功率的超短期和短期预测业务中;向甘肃省委提交的新能源高质量开发利用建议,被省委办公厅采用。 本成果获得了中国气象服务协会科技创新奖,国网能源研究院的科技进步奖(特等),中国国际“互联网+”比赛甘肃省分赛特等奖等。
(1)应用效果 ①应用于中国电力科学研究院有限公司的“能源数值预报”业务。 ②应用于国网新能源云技术有限公司的“可再生能源基地开发潜力分析与预测” 业务。 ③与丝绸之路信息港股份有限公司合作,应用于“风光电功率的超短期和短期预测”业务。 (2)经济效益 ①应用于中国电力科学研究院有限公司的成果,为全国能源领域的功率预测、资源评估和灾害预报提供了指导,减少了由于近地层风速预报不准确等带来的经济损失。 ②提高了甘肃省风光发电企业的短期、超短期功率预测水平达10.8%、5.2%,产生了良好的经济效益。 (3)社会效益: ①通过与气象、电力、企业等的合作,促进了气象科学的应用;培养和形成了能源领域的一批人才队伍,并成为电力行业的骨干人才。 ②实现了全球不同地区高精度风光发电基地资源特性、开发潜力量化评估,对我国能源规划布局、外送消纳,全球范围风光基地联网互联互通,以及实现全球能源转型战略目标提供了理论支撑。 ③电力企业对本成果的满意度高,评价该成果“有效提升了风光功率的短期和超短期预测水平”。 ④为甘肃省党政部门在能源政策、能源产业转型决策提供了依据
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