《Sustainable Energy Technologies and Assessments》：Techno-economic assessment of the realisable economic value and value capture gap of probabilistic PV forecasting in PV-battery microgrid dispatch
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调度结果量化了概率性光伏预测的可实现经济价值。完美预测相较于持续性预测使成本降低了9.8%。在并网调度中，kNN Q0.7捕获了21.5%的完美预测价值。在受限追索权下，kNN Q0.7使持续性预测成本降低了35.8%。在孤岛再优化模式下，LightGBM Q
调度结果量化了概率性光伏预测的可实现经济价值。完美预测相较于持续性预测使成本降低了9.8%。在并网调度中，kNN Q0.7捕获了21.5%的完美预测价值。在受限追索权下，kNN Q0.7使持续性预测成本降低了35.8%。在孤岛再优化模式下，LightGBM Q0.1略微优于持续性预测。
随着分布式能源渗透率的不断提高，偏远且互联薄弱的能源系统日益将光伏发电与电池储能系统结合，以降低燃料依赖、提升供电韧性并支持低碳转型。在含光伏和蓄电池的微电网中，光伏发电的运行价值不仅取决于年发电量，还受到其短期波动性、负荷需求、电池荷电状态、电网交互限制以及可靠性惩罚成本的复杂影响。针对这些系统，仅依靠常规的预测精度指标已不足以判断光伏预测在实际运行中的经济价值。现有研究在微电网调度层面多将预测信息作为简单的输入假设或控制信号，从光伏预测误差引发电池承诺调整、触发电网追索权、导致弃光及未供电量的完整成本传导路径缺乏充分量化。另一方面，在概率性光伏预测研究中，尽管提升连续排位概率分数等不确定性统计校准指标的模型层出不穷，但改善统计指标并不必然意味着能在考虑电网追索权限制和负荷停电惩罚时最小化运行成本。此外，完美预测基准、持续性预测基准与实际追索权限制很少被统一置于同一价值评估框架内进行横向比对。为弥补上述理论到应用的价值转化空白，本研究以澳大利亚艾丽斯斯普林斯的沙漠知识中心光储微电网为案例系统，开发了一个集成预测、调度与价值评估的综合框架，揭示了何种运行条件下概率性光伏预测能实现经济转化，该成果发表在《Sustainable Energy Technologies and Assessments》期刊。
在关键技术方法层面，研究人员构建了涵盖光伏、负荷、储能、电网交互与气象变量的光储微电网数据链，将现场功率序列重采样至15分钟时间分辨率，并按时间戳融合了NASA POWER提供的气象数据。预测阶段分别采用了轻量梯度提升机、线性分位数回归、近邻算法和随机森林构建了点预测与分位数预测模型。在调度层面，提出了一个两阶段经济调度模型，将60分钟时间尺度的日前电池承诺与实时电网追索权解耦，总运行成本由进口购电成本、出口售电收益、弃光惩罚、电池吞吐量退化成本及停电损失价值构成。研究人员利用完美预测设定了运行成本的理论下限作为其可实现价值上限，计算了各预测策略的价值捕获比例。最后在广泛参数扫描下，量化了在固定承诺下，由实时进口限制与不同VOLL参数确定的追索边界二维运行边界图。
研究结果与发现如下：
预测性能
研究首先验证了不同模型提供的预测信息质量。在60分钟预测尺度上，近邻算法取得了最低的点平均绝对误差和连续排位概率分数，表现出良好的统计预测质量。然而，通过可靠性图表与覆盖概率分析发现，各模型在校准度与区间宽度之间存在权衡。统计指标的优势并不能等同于运行经济价值的提升，因为相同误差量在不同的系统荷电状态、容量约束或惩罚机制下产生的经济后果完全不同。
价值捕获分析
基于中心并网场景的价值量化证实了统计改善与经济表现之间存在明显差距。完美预测的成本相比持续性预测节约了9.8%，构成了可实现价值的理论上限。然而，在测试的轻量级机器学习模型中，大部分可获取的预测价值未被有效转换。近邻算法在0.7分位数水平下表现最佳，节约了1,124澳元，成功捕获了约21.5%的完美预测价值。其他模型则或因过度保守增加购电成本，或仅极少部分改善了运行成本。
分位数水平效应
研究表明分位数预测的经济价值并非单调变化。在并网充足追索权场景下，偏向低分位数的保守策略反而限制了新能源的有效承诺，带来负向经济价值；而近邻算法0.7分位数这种相对激进的承诺模式，配合其精准的短临追踪能力实现了最优经济价值。但在孤岛压力测试中，由于缺乏电网补偿，情况发生反转，近邻算法0.7分位数失去优势，而轻量梯度提升机0.1分位数等极端保守策略因预留储能保护可靠性，略微优于持续性预测。
追索权边界与受限分析
通过扫描实时进口限制与VOLL构成的二维边界，发现预测价值在追索权受到适度限制时得到显著放大。当进口容量受限而VOLL惩罚高昂时，近邻算法0.7分位数可捕获高达35.8%的完美预测价值。风险的尾部度量指标95%条件风险价值证实，在资源中度受限时，合理的少保守承诺策略能够大幅减少未供电量并降低极端风险成本；过度保守的低位分位数预测则会因放弃有效光伏承诺而恶化可靠性。
孤岛压力测试
在完全切除电网交互并重新优化调度的孤岛无追索权测试中，运行完全受限于结构性能源缺口。此时，轻量梯度提升机0.1分位数成为唯一略微优于持续性基准的策略，通过降低自身点预测的未供电量展现出可靠性优势。然而，由于短临光伏序列高度自相关，孤岛场景下整体预测策略改善幅度有限。综合边界条件分析得出，光伏预测价值被有效捕获的关键机制在于模型及分位数选择必须与当前运行可用追索权边界动态匹配。研究结论指出，光储微电网中光伏预测的经济转化取决于调度过程对约束的感知与自适应能力，单纯改善预测统计分布并不直接转化为运行业绩，未来需依据经济风险损失联合优化以缩小价值捕获差距。
