目前国内可再生能源发电特别是对风力发电的预测尚处于起步阶段,对风力发电的错误估计,往往导致大规模弃风。反观德国,截至2014年年底,风电装机容量38115兆瓦,而弃风率却不到1%,如此高的消纳利用率,得益于各个输网公司对其控制区域内风电相对精确的预测。
右图为德国四大输网公司之一AmprionGmbH,对其所负责区域1月17日子夜至凌晨3时风力发电功率的预测值与实测值对比。从图中可以看出,这一时段的偏差一直在15%左右波动,基于这种精度的预测,再依托调频市场,就可以达到对风能几乎完全的消纳。
在德国四个大输电区域中,由相应的输网公司负责维持电网稳定。厂网分离之后输电公司必须向调频市场购买平衡电力,以平衡计划与实际之差。目前一次,二次,三次调频能量可以按需拍卖,其中除一次调频由于无法计量而按功率收取费用外,其余两种调频皆按功率与电量进行二元计费。由输网公司向相应的调节商支付。同时由于德国存在四大输电网区,各个输电区域之间也会在进行一些平衡。
同时,每个大输电区又由许多平衡基团组成,每个区域100个到200个不等。平衡基团是德国电网调节中虚拟的基本单元,在此单元中,所有的终端用户消耗电量、产电商发电量以及输入输出电量必须达到平衡。单元内发电量,耗电量,流入流出电量都由平衡基团责任方负责预测与经营,并且受到区域输电网公司的管理。平衡基团可大可小,在德国任何一个参与电力交易的能源公司,必须拥有至少一个平衡基团,所以平衡基团责任方可以是单纯一家发电厂,也可以是负责给一片小区供电的能源公司。平衡基团责任方必须每天预测自身区域内流入与流出的电量,并制成计划上交给输网公司,而输网公司会根据这些表格在内部平衡之后做出全区域的计划。
每当实际流入流出平衡基团的电量与计划表发生偏差,平衡基团责任方就必须向其所在输电区域的输电公司购买平衡电力,而价格由输电公司在二次调频与三次调频中的投入计算得出。在德国无论是正向平衡电力,还是逆向平衡电力的费用是一样的,都按照平衡电力的电量价格的加权平均值计算得出。而这个值,往往远大于在欧洲电力交易市场中的交易电价。
由此可见,一个平衡基团责任方的预测准确与否,会直接影响到其在电力交易中的盈利。同时输网公司的盈利也一定程度上与之相关,当大输电区的整体偏差较大时,会使输网公司在一次调频上的投入增大,对于这一部分支出,输网公司不能从与下面的平衡基团责任方的交易中得到补偿,这就驱使输网公司对其管理的平衡基团责任方加强管理。由此,精准预测负荷与发电量,尤其是不稳定的新能源的发电功率,成为输网公司与平衡基团责任方的利益诉求,大大提高了二者预测的积极性。提高了预测精度后便可以大大减少拥堵的可能性,增加新能源的消纳。