西北地區遠離負荷中心，棄風限電情況較爲嚴重，風光功率預報准確度對電網調配省內發電能力，跨區現貨交易，降低棄風棄光率至關重要，因此國家能源局各區能監辦發布雙細則，考核日前功率預報准確率。然而，由于氣候、觀測條件、技術等等因素，西北地區整體功率預報准確度偏低，以單位千瓦考核罰款最嚴重的甘肅爲例，截至2018年上半年，考核金額就已超過6600萬元。

全國各地區平均功率預測准確度及考核罰款地圖

孔明功率預測軟件爲甘肅風電場節省巨額罰款

2017年，遠景孔明風功率預報系統首次進入甘肅市場，短短一年的發展後，市場占有率達到甘肅省第一位。據統計，各風場在切換到孔明風功率預測後，平均准確率提升6.06%，在甘肅省內准確度排名提升28名。在甘肅電網最新發布的全省十大友好型風場中，遠景孔明預報風場占居6席。

按電網每月公開發布各風場與准確率文件：

在瓜州地區，各風場切換孔明前3個月，平均月考核罰款13.6萬元,切換後8個月平均月考核罰款10.4萬元,降低23.5%，共計節省罰款超過150萬元。

以750kV敦煌變下某風場爲例，風場裝機容量201MW，替換孔明功率預測系統前功率預測的准確率僅有72.30%，排名全省倒數，每月均爲滿考核20萬元，年考核金額240萬元。替換孔明功率預測系統後，功率預測精度達到82.06%，月考核分降低至58分，罰款金額爲5.8萬，預計全年節省罰款在70%以上。

在隴東地區，各風場切換孔明前5個月，平均月考核爲滿考核，考核原表57.6萬元/月,切換後降至滿考核以下，平均月考核罰款27.5萬元,降低超過100%。

以330kV木缽變下某風場爲例，裝機容量爲400MW，在替換孔明功率預測系統前，整個風場功率預測精度只有78%左右，每月均爲滿考核40萬元，全年罰款超過420萬。替換了孔明功率預測系統後，功率預測精度提升到88.93%，月節省罰款超過17萬元。

在民勤地區，各風場切換孔明前3個月，平均月考核罰款25萬元,切換後3個月月平均罰款15.4萬元，平均全年預計節省超過240萬元。

以750kV河西變下某風場爲例，2017年，該風場功率預測精度平均只有74%左右，每個月均爲滿考核40萬元，全年罰款逾400萬元。部署遠景孔明風功率預測産品後，根據甘肅電網發布的考核文件，准確率提升8%，全年可累計節省罰款超過200萬元。

此外，孔明光功率預報系統也在甘肅地區實現了連續十個月無准確度考核罰款。

氣象預報誤差是影響功率預報准確度的關鍵因素

遠景采購全球最領先七大國家與商業氣象機構的氣象預報數據，但不幸發現各大氣象機構的日前風速預報偏差均在2.5m/s以上，西北地區更是高達2.9m/s以上，風機輸出功率誤差能超一倍多，直接導致了西北地區的低准確度。而風速預報的誤差如果每降低0.1m/s，功率預測精度能夠提升1%。

2.5m/s風速誤差，對一台風機意味著50%的出力誤差

西北地區氣象預報准確度低、難度大主要出于以下原因：

1. 西北區域氣象觀測站稀疏，單位平方公裏氣象觀測站數量僅爲東部區域1/5，氣象觀測數據的覆蓋面積小，模型分析缺少有效輸入。

2. 西北地區幅員遼闊，多種地形並存，且長期以來都不是氣象研究的重點區域，因此氣象特征的識別缺少技術積累。

3. 西北地區處于幹旱半幹旱地區，晝夜溫差大，白天的熱對流和夜間的輻射降溫物理過程迥異，容易出現小尺度強陣風現象，難以被中尺度模式捕捉到，是模式預報的難點之一。

4. 季節轉換期間，冷暖空氣轉換頻繁，地面溫度變化劇烈，普通模式難以准確反映地面和低層大氣的質量、熱量，導致模式預報誤差偏大。

爲解決行業挑戰，遠景在美國科羅拉多成立了空氣動力學中心，在新加坡成立了全球氣象研發中心，擁有著超過40位全球頂級的氣象與流體專家， 自主開發孔明“東風”數值氣象預報，爲每個風機和光伏電站定制自己的氣象預報。

孔明“東風”氣象預報，每天淩晨2點收到全球各大氣象中心發布的氣象預報背景場數據，依托”太湖之光”和“天河二號”國家超算中心的強大計算能力，3000核並行運算WRF大氣動力學模型，每天早晨6點前向各風場發布水平分辨率1x1km、垂直分辨率100米、時間分辨率15分鍾的數值氣象預報，各風場將風速預報通過機器學習算法轉換爲未來24小時功率預報，並于8點前自動准時上報電網。

針對西北地區氣象觀測站稀少，氣象觀測數據不足的現狀，遠景研發了GPS掩星技術。由于大氣中溫度濕度的不同不僅會産生不同的氣壓，還會改變大氣層的折射率。通過GPS信號時差計算出大氣折射率，再通過機器學習反演出大氣中的水汽、溫度和氣壓狀況，而風就是由氣壓差産生，這等效于在大氣層中布滿傳感器，獲得更多觀察測數據。將GPS信號反演的結果輸入資料同化平台後，顯著優化氣象模式參數，輸出更准確的超短期與短期預報。

全國地面觀測站分布圖與GPS掩星技術

目前， 孔明爲西北地區各風場定制的平均日前風速預報誤差降已經低至1.9m/s，全面超越全球最領先的三家氣象機構，成爲西北地區最准風速預報。

2018年12月，西北能監局發布了新的《西北區域發電廠並網運行管理實施細則》，各省陸續正式運行。新版兩個細則對功率預測的要求更加嚴格，旨在推動各新能源場站提高功率預測的准確率，爲電網合理制定發電計劃提供更准確的數據基礎，有效配合陸續投運的跨區對外輸電通道，更好地支持跨區現貨交易，實現新能源發電量和發電占比“雙升”，棄電量和棄電率“雙降”的目標。挑戰創造機遇，孔明功率預測系統在新形勢下，將積極響應時代要求，持續大力投入風光新能源氣象預報研發，與電網及各新能源場站一起，爲更有效利用跨區通道與現貨交易，爲西北地區新能源棄風棄光率降至紅線以下，新能源電站建設早日重新開工承擔力所能及的責任。