风能：其运行管理面临的预测挑战

可再生能源，尤其是风能，将在为工业和家庭消费者提供电力方面发挥更大作用。目前许多欧洲国家已是如此，美国以及巴西、印度和中国等高增长国家紧随其后。利用风能补充现有发电容量存在许多技术、环境和政治挑战。在此方面，数学家和统计学家可以在气象学与决策制定的接口处做出重大贡献，这与生成针对各种运行决策问题的定制化预测密切相关。事实上，虽然风能可被视为一种环保能源，但只有能够应对其可变性和有限的可预测性，才能充分获得其使用效益。基于对其物理基础的简要介绍，本文论证了将风力发电视为随机过程的重要性。在描述了市场参与者和系统运营商的代表性运行决策问题后，文章强调预测应以概率框架发布。尽管最终预测者可能仅传达单值预测。随后描述了现有的风力发电预测方法，重点关注单值预测、预测边缘密度和时空轨迹。最后讨论了生成改进型和新类型预测所面临的未来挑战，以及这些预测的验证及其对预测用户的价值。