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新能源中长期发电预测!
随着双碳战略目标的落地推进,新能源在电力系统中的占比不断增长,新能源的不确定性变化对电力系统供电充裕度,供需实时平衡等产生的影响更加显著。过往在进行新能源电量预测的过程中,长期往往从资源评估角度关注年发电小时数,短期则从电网安全运行和实际消纳最大化等角度关注日前、日内等短期或超短期功率预测。以季、月维度的新能源中长期电量预测受关注较少,但从已开放现货省份的运行情况来看,新能源中长期的电量预测无论是从电网运行角度还是从新能源企业经营角度,都具有必要性。本文将重点从新能源企业经营角度说明中长期电量预测的重要性与优化方向。
(来源:微信公众号“兰木达电力现货” 作者:姜宏强)
1
电网运行与新能源优化层面
1.中长期电量预测将协助制定常规调节电源的调度计划,构建中长期电量平衡体系,在宏观层面确保电力系统供电的充裕度。随着新能源的大规模并网,中长期电量预测需朝精细化方向发展以适配电力系统的供需平衡。
2.优化电力设备的检修计划。
2
新能源场站经营层面
1.生产运行层面:若无准确的逐月发电量预测,可能无法完成新能源的消纳,有弃风弃光风险。以《山西电网新能源优先发电梯次管理办法》为例,新能源限电梯次一般按照已交易剩余小时数进行排列,若预测发电量偏低,未交易电量偏多,限电风险更大。
2.营销运营层面:对于开展电力现货省份,新能源出力波动与现货价格波动具有负相关性;在新能源大发月份,现货价格往往走低,此时新能源场站应积极参与中长期交易,发挥中长期市场的压舱石作用以稳定收益。
图1山西电力市场12月新能源出力-实时价格关系
图2蒙西电力市场12月新能源出力-实时价格关系
电力现货市场价格风险客观存在,中长期差价合同是规避价格风险的有效工具,若想发挥中长期工具的有效性,新能源场站的经营者不光需要判断价差,即中长期价格与现货价格的关系;也需要判断量差,即交易量与实际发电量的关系。
当预测现货价格走低,价差方向判断正确,但预测发电量偏低,导致交易量较少,则无法完成利用中长期市场达到规避风险的目的。
►
举例1:
某月中长期价格200元/MWh,现货预测价格100元/MWh,预测当月发电量2000MWh,考虑价格波动风险交易电量比例定为50%,即1000MWh,则预期结算价格为:(1000*200+1000*100)/2000=150元/MWh。若最终现货价格预测准确,但预测发电量偏低,实际发电量为4000MWh,最终实际结算价格为(1000*200+3000*100)/4000=125元/MWh,接近现货价格100元/MWh,因中长期预测偏差未能达到利用中长期交易规避现货风险的目的。
若价差判断方向判断失误,预测发电量偏高,导致交易量比例过高,造成高额损失甚至最终结算负电价的风险。
►
举例2:
中长期价格200元/MWh,现货预测价格100元/MWh,预测当月发电量2000MWh,考虑波动风险交易电量比例为50%,即1000MWh,预期结算价格(1000*200+1000*100)/2000=150元/MWh,高于预测现货价格50元/MWh。如果最终价差方向判断失误,实际现货价格300元/MWh;预测发电量过高,实际发电量仅有一半1000MWh,则最终发电量均以中长期价格结算,结算价格为200元/MWh,低于实际现货价格100元/MWh,存在高额的机会成本损失。
值得注意的是,上述举例并非纸上谈兵,无论是在运行层面还是交易层面都具有现实意义。对山东省4座风电场、山西省12座风电场进行统计,山东4座风电场多年同月份发电利用小时的标准差最大达35%,山西最大标准差可达45%。
图3山西省部分风电场多年同月份发电利用小时数标准差
进一步考虑实际交易情况,以山西省为例,其逐月出力波动最大的月份出现在冬季11月至次年2月,月旬发电量预测准确率很低,难以服务于实际交易需求。近期12月中旬就出现了例子1中所描述的情况:12月上旬全省风电平均出力666万千瓦,中旬则达到了1190万千瓦,若按照上旬的出力水平预测中旬出力,则最终中旬实际发电量是预测的2倍左右。
图4山西电力市场2022年12月上中旬风电平均出力
12月中旬旬交易均价367.5元/MWh,日前出清价格283.8元/MWh,平均价差为83.7元/MWh,中长期规避现货走低的作用明显,除早高峰8、9点,其余各点均存在较大的交易机会。
图5山西电力市场12月中旬旬交易价格-日前出清概况
可见风电经营者想要通过中长期交易来对冲现货低价风险,需要有准确的价差和发电量的判断能力。
同理,在现货价格容易出现拐点的月份,如5月、10月份等,也容易出现例子2中的情况,因预测发电量偏高,导致中长期持仓爆仓,超仓电量需进入现货市场以高价买回,更加容易造成经营损失。
图62022年山西电力现货市场价格走势
随着电力现货市场的火热开展,新能源仅通过日前、日内的功率预测,在短期或超短期运行层面的消纳已不能满足新能源发展的要求。以季、月为维度对新能源发电量进行预测,以预留新能源的消纳空间,对于电力系统平衡、新能源长尺度上的消纳以及新能源企业的收益稳定上更具现实意义,需引起足够重视。
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