地平线风能为风电场开发收益预测和风险分析工具

挑战

为多个地理位置的风力发电场进行收入预测和风险量化

解决方案

使用MATLAB和MATLAB编译器开发和部署一个自动化生产系统,该系统分析历史、当前和前瞻性的价格和风级数据

结果

  • 核心流程自动化
  • 与企业IT基础架构无缝集成的独立程序
  • 风险管理得到改善,节省了数百万美元

“与基于电子表格的方法相比,我们使用MATLAB开发的工具更可靠、更具可扩展性和可维护性。我们知道这些工具会起作用,我们可以添加新功能,并且我们可以在不涉及生产系统的情况下更新生产系统。”

Manuel Arancibia,地平线风能公司
地平线风能公司的麦田风电场。

经营煤炭、天然气和石油发电厂的公用事业公司可以控制产量并预测未来收入。然而,对于风电场来说,业务规划是一个挑战。风电场的产量根据当地风速变化,使得预测的可靠性大大降低。

为了生成准确的收入预测和风险收入预测,Horizon Wind Energy(现为EDP Renewable North America)将其投资组合中所有风电场的产量估计与期货市场上的电价预测相结合。使用MATLAB®,Horizon分析师开发了一个自动风险预测系统,该系统考虑了历史数据、当前价格和专家分析师的前瞻性估计。

“因为我们的团队已经了解MATLAB,所以我们不需要程序员。相反,我们的结构和市场运营分析师已经具备了必要的数学和经济学经验,他们直接开发了这个系统,这是一个效率高得多的过程,”Horizon市场运营经理Manuel Arancibia说。MATLAB使这些分析师能够从零开始构建一个可靠的、可扩展的预测和分析解决方案。”

挑战

Horizon最初的电价预测系统是不可行的。Horizon市场运营分析师迈克尔•威克斯(Michael Weeks)回忆道:“我们有一个由15个电子表格组成的网络,有些表格多达50万行。”“这个系统不可靠。它会崩溃,无法扩展,每次新的运行都需要数小时的手动步骤。”

该团队必须将风力发电的价格预测与容量预测联系起来,同时将多个地理位置分散的地区的价格和风力水平相互关联起来——这是一项复杂的任务,用电子表格很难完成。

Horizon需要一个自动化的预测和分析系统风险管理可靠且可扩展的解决方案,可在现有IT基础架构中轻松部署。

解决方案

Horizon分析师使用MATLAB、MATLAB Compiler™和配套工具箱开发了两个互补系统:用于价格预测的价格报告系统(PRS)和用于投资组合和风险分析的投资组合决策系统(PDS)。

对于PRS, Weeks使用Database Toolbox™从多个SQL数据库读取数据,包括内部长期价格预测、第三方预测、历史价格和每日远期合约。他在MATLAB中开发了算法,对这些数据进行分析,得出未来几年所有地平线风力发电场的月度价格预测。

Weeks使用MATLAB编译器部署了一个PRS版本,该版本每天早上自动运行,并将其预测结果存储在数据库中。

在开发PDS时,Horizon的高级结构分析师Cedric Kouam使用数据库工具箱访问PRS价格预测。

利用计量经济学工具箱™,他基于历史期权交易信息确定了定价信息的短期和中期波动性。

根据地平线的风评估小组的输入,Kouam使用统计学和机器学习工具箱™和曲线拟合工具箱™,在每个地点找到符合历史风水平数据的统计分布。

Kouam使用统计和机器学习工具箱生成随机数,用于蒙特卡罗模拟,以研究风分布和风速能量价格。这些模拟量化了单个风电场和Horizon整个风电场组合的风险价值、风险收入和总体预计收入,使用了2000多个场景。

使用电子表格链接™,Kouam将结果保存到Microsoft®擅长®电子表格。该链接使分析师能够使用Excel作为Kouam基于MATLAB的风险算法的接口,从而节省了数小时的人工工作。

作为最后一步,Kouam使用MATLAB编译器创建了PDS的独立版本,每天早上PRS完成处理30分钟后运行。

地平线正在利用PRS和PDS的结果来指导战略,评估潜在的风电场地点,并做出短期和长期的商业决策。

结果

  • 核心流程自动化. “有了电子表格,我花了两个小时从更新的输入中生成新的结果,”Weeks说。“PRS在几分钟内完成分析,每天早上自动运行。”

  • 与企业IT基础架构无缝集成的独立程序. Arancibia说:“通过使用MATLAB编译器创建独立的操作程序并自动运行,我们可以每天向Horizon分析师提供最新的预测和预测。”。Kouam补充道:“我们的IT部门将我们设置在企业服务器上,我们只需更新程序,而不需要他们提供任何进一步的帮助。”。

  • 风险管理得到改善,节省了数百万美元. Arancibia说:“我们基于MATLAB的工具产生的结果提高了我们对风力发电投资组合中风险大小的认识。”。“这种意识促使该公司很早就采用了风险管理流程,对冲了我们的风险敞口,从而在地平线公司实现了更好的价格和能源拥堵管理。”