Zastosowanie modeli prognostycznych generacji fotowoltaicznej na przykładzie farmy ZE PAK

Zespół Elektrowni Pątnów-Adamów- Konin to wielkopolska spółka energetyczna historycznie zajmująca się produkcją energii elektrycznej z węgla kamiennego. Obecnie jest liderem w transformacji energetycznej, inwestując w jedną z największych instalacji fotowoltaicznych w Polsce – farmę Brudzew. Nowo wybudowana farma o mocy 70 MW składa się z 155 tys. paneli, 30 stacji transformatorowych, 336 inwerterów i zajmuje powierzchnię 100 ha. Planowana jest rozbudowa farmy do 390 MW, a w przyszłości do 1000 MW.

Wyzwania i potrzeby

Fotowoltaika jest znana ze zmienności i ograniczonej sterowalności. Dlatego, dla wytwórców i sprzedawców zielonej energii ogromną przewagą na rynku są dokładne prognozy produkcji. W przypadku farmy Brudzew najważniejsza była prognoza day-ahead oraz krocząca aktualizacja prognozy intra-day celem bilansowania pozycji spółki. Krytycznym czynnikiem było dokładne zamodelowanie zależności pomiędzy prognozą promieniowania słonecznego a mocą prądu przemiennego wprowadzonego do sieci.

Wdrożone rozwiązanie

Wdrożyliśmy dwa równoległe modele predykcyjne. Pierwszy z nich opiera się na historycznych pomiarach mocy i nasłonecznienia. Przebadaliśmy wiele modeli statystycznych i wybraliśmy jeden o najlepszej zdolności predykcyjnej. Wyniki są ciągle udoskonalane za pomocą pomiarów odbieranych z instalacji.

Drugi model bezpośrednio symuluje pracę rzeczywistych komponentów farmy PV – ogniw, paneli, inwerterów. Takie podejście nie wymaga danych historycznych i doskonale nadaje się do prognozowania nowo wybudowanych instalacji, których rzeczywista charakterystyka nie jest do końca znana.

Oba modele wykorzystują prognozę pogody, zapewnianą przez zewnętrznych dostawców. Wykorzystujemy prognozę irradiancji (nasłonecznienia), temperatury oraz zachmurzenia, by jak najdokładniej skorelować dane atmosferyczne z realnymi pomiarami mocy. Nasz system automatycznie pobiera dane z serwisów pogodowych z zadaną przez użytkownika częstotliwością (do 15 minut), estymuje model, przetwarza dane i wysyła wyniki w wybranej formie.

Uzyskane rezultaty

Jakość prognoz generacji PV dla instalacji pilotażowej jest obiecująca – średniodobowy błąd naszego modelu predykcyjnego dla rzeczywistych danych meteo nie przekracza 5%.