Dlaczego predykcje OZE są złe? I jak je poprawić? Cz. I

W dzisiejszym artykule nadal o predykcji produkcji energii ze źródeł OZE. Czyli kontynuujemy wpisy o algorytmach i softwarze dla zielonej energii.

Dlaczego te predykcje mylą się nawet o więcej niż 50%? Jak dokładniej przewidzieć produkcję OZE na poszczególne godziny? Jak sobie poradzić z SOGL, gdy się jest operatorem instalacji OZE lub spółką obrotu?

Zaczynamy od konkretów. Każde urządzenie techniczne ma swoją charakterystykę. Tak samo turbina wiatrowa czy instalacja PV. Charakterystyka to funkcja, która przeprowadza argument wejściowy w interesujący nas wynik. W przypadku elektrowni PV możemy uznać, że jest to funkcja: Moc(t) = f ( chwilowe_nasłonecznienie(t) ). Dla turbiny wiatrowej najprościej napiszemy, że Moc(t) = f( lokalna_prędkość_wiatru(t) ). Każdy z modeli wypada przynajmniej nieco skomplikować. O tym, w jaki sposób i dlaczego, napiszę wkrótce. Na razie zostawmy te proste modele i idźmy krok dalej.

Gdybyśmy znali nasłonecznienie lub prędkość wiatru na każdą godzinę, wówczas mamy gotowy przepis, by wyznaczyć spodziewaną moc pracy instalacji w każdej chwili. Nasłonecznienie lub spodziewaną prędkość wiatru bierzemy naturalnie z jakiegoś serwisu prognoz pogody.
I teraz przechodzimy do meritum! Banałem jest powiedzieć, że prognozy pogody zawierają jakiś błąd losowy. To każdy widział od dziecka. Zaskakujące jednak będzie dla wielu, jakie są składowe tego błędu!

Na rysunku pokazujemy wykres rzeczywistej prędkości wiatru w jednym z miejsc w Polsce pobranej z jednego z serwisów pogodowych (niebieska linia). Pomarańczowa linia pokazuje zaś prognozę prędkości wiatru wykonaną dla tego samego miejsca na około dobę wcześniej. Widać, że w sposób notoryczny prognoza niedoszacowuje rzeczywistej prędkości wiatru. W prognozie stale występuje błąd systematyczny i warto sobie zapamiętać, że jest to wniosek ogólny. Tak jest we wszystkich prognozach pogody, jakie widzieliśmy i weryfikowaliśmy. Nie zawsze ta wartość jest niedoszacowana, bo dla innych miesięcy lub lokalizacji potrafi być przeszacowana. Ale ważna rzecz: prognozy pogody dla danego miejsca zawierają w sobie błąd systematyczny!
Czemu tak jest, będę kontynuował jutro, bo kończy mi się limit znaków.

Co z tego wynika dla nas? Nie pozbędziemy się z predykcji OZE błędu losowego prognozy pogody. Ale zawsze należy pozbyć się błędu systematycznego. A wynika on z samej konstrukcji prognozy pogody (o tym jutro). Lokalnie wynikać może z pobliskiego wzgórza, stojących zabudowań itd. Mamy jednak co najmniej kilka metod poprawy predykcji OZE:
- korekta prognozy pogody,
- kalibracja charakterystyki instalacji z rzeczywistych danych,
- wykonanie prognoz dla wielu instalacji na raz (o tym, czemu to pomaga, napiszę lada dzień)!
Jeśli to interesujące, zostawcie proszę komentarz. Zamieszczę link, gdy tylko opublikuję szczegółowe wpisy.

W QuickerSim tworzymy software dla zielonej energii. Z naszych klocków i algorytmów. Na konkretne zamówienie i pod konkretne wymagania Klienta.