氣象服務(wù)助力新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展(深度觀察)

　　編者按：“張北的風(fēng)點(diǎn)亮北京的燈”。去年，北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)100%綠電供應(yīng)，來自河北張北地區(qū)的風(fēng)光綠電，讓“綠色辦奧”成色十足。將風(fēng)、光等自然資源變成綠電，離不開精細(xì)的氣象服務(wù)。張北地區(qū)每年可向北京輸送風(fēng)光綠電約140億千瓦時(shí)，約占北京年用電量的1/10。

中國(guó)電科院張北試驗(yàn)基地附近的風(fēng)機(jī)。中國(guó)電科院供圖

　　利用風(fēng)、光資源發(fā)電，加快可再生能源替代，是推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要方面。黨的二十大報(bào)告明確，“加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系”。今年《政府工作報(bào)告》提出，“加快建設(shè)新型能源體系”。

　　3月23日世界氣象日來臨之際，記者赴張北地區(qū)，探訪氣象如何服務(wù)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

　　精密監(jiān)測(cè)——

　　每天捕捉風(fēng)、光信息，每15分鐘報(bào)送一次

　　張北壩上草原，“大風(fēng)車”不停轉(zhuǎn)動(dòng)，景象蔚為壯觀。

　　河北省張家口市北靠?jī)?nèi)蒙古高原，西北高、東南低，地處溫帶大陸季風(fēng)氣候區(qū)域。從內(nèi)蒙古高原吹來、翻越陰山山脈的大風(fēng)，從西北壩上，吹到冬奧會(huì)舉辦地崇禮等地。

　　“張北的風(fēng)，一年吹到冬。”張家口人說，壩上的大風(fēng)不僅常年吹個(gè)不停，還很“硬”。

　　張北縣氣象局副局長(zhǎng)郭馨澤說：“張北年平均風(fēng)速達(dá)每秒3米多，全年3級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)達(dá)到348天。冬天的時(shí)候，冷風(fēng)吹到臉上硬生生地疼。”

　　風(fēng)多、風(fēng)“硬”，意味著風(fēng)能資源豐富。張家口風(fēng)能資源儲(chǔ)量超過2000萬千瓦，是全國(guó)首個(gè)獲準(zhǔn)建設(shè)雙百萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地的地區(qū)。

　　張北的太陽(yáng)光照也很充足。陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí)，帶著熱力直灼皮膚，讓人眼睛都睜不開。張北因此被稱為“風(fēng)的故鄉(xiāng)，光的海洋”。

　　中國(guó)氣象局發(fā)布的《中國(guó)風(fēng)能太陽(yáng)能資源年景公報(bào)》顯示，張家口所在的河北北部，是我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)。

　　“用風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電，要先把風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、濕度、太陽(yáng)輻射、云量等氣象要素?cái)?shù)據(jù)收集到位，做出風(fēng)電、光伏發(fā)電氣象預(yù)報(bào)，才能預(yù)測(cè)出能發(fā)多少電。”河北省氣象局氣象服務(wù)中心數(shù)據(jù)研發(fā)科科長(zhǎng)張金滿說。

　　變幻難測(cè)的風(fēng)、光，極大地影響著電力的生產(chǎn)、調(diào)度，氣象工作人員全力以赴“追光捕風(fēng)”。

　　張北在全縣布設(shè)了氣象要素觀測(cè)設(shè)備，每一個(gè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)內(nèi)都有不同高度的測(cè)風(fēng)塔，光伏電站也布設(shè)了測(cè)光站。天氣雷達(dá)以及天空中的風(fēng)云氣象衛(wèi)星，都在精密捕捉著張北地區(qū)風(fēng)、光的變化。

　　在中國(guó)電科院張北試驗(yàn)基地里，氣象衛(wèi)星地面接收站向著天空佇立，時(shí)時(shí)接收著氣象衛(wèi)星傳來的風(fēng)、光等信息。

　　“每天捕捉風(fēng)、光信息做預(yù)報(bào)，每15分鐘就要報(bào)送一次。”中國(guó)電科院電力氣象團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王勃說。

　　張金滿稱自己是“追光者”。3年來，河北省氣象局在光伏電站、氣象站建起了58套輻射監(jiān)測(cè)站。結(jié)合周邊大量氣象設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及河北的地形、大氣環(huán)境、光的特點(diǎn)等，張金滿團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了光伏功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，“接下來我們要下更大力氣‘捕風(fēng)’，開展風(fēng)力發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)。”

　　“我們時(shí)時(shí)刻刻都在緊追風(fēng)、光，因?yàn)轱L(fēng)、光監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)要精密到時(shí)刻、點(diǎn)位。”張家口市氣象局氣象服務(wù)中心主任胡雪說。她的團(tuán)隊(duì)“追光捕風(fēng)”后，要精準(zhǔn)預(yù)報(bào)每一個(gè)電線桿塔點(diǎn)位的天氣，提前發(fā)出風(fēng)險(xiǎn)提示，最大限度減少不利天氣及氣象災(zāi)害對(duì)電網(wǎng)的影響。

　　精準(zhǔn)預(yù)報(bào)——

　　每天都優(yōu)化預(yù)測(cè)系統(tǒng)，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)85%左右

　　從張家口市區(qū)驅(qū)車一路向北，上百米高的白色大風(fēng)機(jī)成群結(jié)隊(duì)矗立在廣袤草原上，成為一道道亮麗風(fēng)景。一排排深藍(lán)色的光伏發(fā)電板櫛比相連，在太陽(yáng)的照射下熠熠生輝。

　　作為國(guó)家級(jí)可再生能源核心示范區(qū)，張北的風(fēng)能、太陽(yáng)能被轉(zhuǎn)化為電能，源源不斷地并網(wǎng)、輸送，點(diǎn)亮了北京的萬家燈火。

　　“風(fēng)光發(fā)電，受天氣影響很大。”張金滿說，風(fēng)太小，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)不了;風(fēng)太大，風(fēng)機(jī)會(huì)停機(jī)。下場(chǎng)雪，刮沙塵，來塊云，光伏板可能會(huì)被覆蓋遮擋，影響發(fā)電。

　　“我們既要靠天吃飯，又不能完全看老天爺?shù)哪樕?rdquo;國(guó)網(wǎng)冀北張家口風(fēng)光儲(chǔ)輸新能源有限公司黨建部副主任梁立新說。2009年，該工程在張北開建，目標(biāo)是要建成全國(guó)百兆瓦級(jí)的能源綜合利用示范工程。通過儲(chǔ)能技術(shù)、氣象預(yù)測(cè)、風(fēng)光互補(bǔ)，風(fēng)電、光伏發(fā)電不穩(wěn)定帶來的生產(chǎn)、調(diào)度、并網(wǎng)等世界性難題，正在逐步破解。

　　其中，氣象預(yù)測(cè)發(fā)電功率的準(zhǔn)確率極為關(guān)鍵。簡(jiǎn)單來說，就是根據(jù)當(dāng)天的風(fēng)、光等氣象條件做出天氣預(yù)報(bào)，輸入發(fā)電功率模型，算出風(fēng)、光電場(chǎng)能發(fā)出多少度電。預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，報(bào)給電網(wǎng)調(diào)度部門，形成生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃，才能并網(wǎng)、輸送出去。

　　在公司的風(fēng)光儲(chǔ)輸工程運(yùn)行監(jiān)控中心，大顯示屏右上角，當(dāng)天總發(fā)電量數(shù)不斷攀升。屏幕左端的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫等氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新。屏幕中間的“風(fēng)光互補(bǔ)模式”運(yùn)行曲線顯示，當(dāng)天12時(shí)至13時(shí)之間，風(fēng)、光出力(風(fēng)、光的能量轉(zhuǎn)化成電能的過程)達(dá)到最大值。

　　值班長(zhǎng)趙博超緊盯著大屏幕，關(guān)注著每15分鐘更新的預(yù)測(cè)結(jié)果，“我們每天都在優(yōu)化預(yù)測(cè)系統(tǒng)，目前預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為85%左右，達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。”

　　對(duì)利用風(fēng)、光發(fā)電的新能源行業(yè)來說，精準(zhǔn)電力氣象預(yù)報(bào)是永恒的追求。“風(fēng)力預(yù)報(bào)每相差一級(jí)，風(fēng)機(jī)功率預(yù)測(cè)的誤差可能會(huì)達(dá)到40%左右。”王勃說。為此，中國(guó)電科院專門成立了電力氣象數(shù)值預(yù)報(bào)中心，并正在探索通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的深度融合應(yīng)用，不斷提高氣象預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度。

　　前不久，中國(guó)氣象局首次下發(fā)國(guó)家級(jí)風(fēng)能太陽(yáng)能資源中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)產(chǎn)品，每月中旬滾動(dòng)發(fā)布。

　　利用日益豐富的氣象數(shù)據(jù)，中國(guó)電科院優(yōu)化開發(fā)風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)。這一預(yù)測(cè)系統(tǒng)已覆蓋我國(guó)約80%的新能源電站，預(yù)測(cè)精度不斷提升，有力促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　精細(xì)服務(wù)——

　　對(duì)每一個(gè)發(fā)電場(chǎng)提供直通式服務(wù)，保障綠電穩(wěn)定輸送

　　風(fēng)電、光伏等發(fā)電項(xiàng)目大多地處偏遠(yuǎn)山區(qū)、曠野，天氣復(fù)雜多變，惡劣天氣不時(shí)襲來，影響著電力設(shè)備的安全和發(fā)電效率。例如，高溫會(huì)造成導(dǎo)線溫度過高，引發(fā)跳閘事故;冬季大范圍覆冰會(huì)壓倒桿塔;強(qiáng)降水會(huì)損壞輸變電設(shè)備等。

　　在張北，每一個(gè)風(fēng)光發(fā)電場(chǎng)都安裝了防雷設(shè)備，同時(shí)還要防范每秒25米以上的大風(fēng)、低于零下20攝氏度的低溫天氣以及沙塵暴、強(qiáng)降雪等。“我們對(duì)每一個(gè)發(fā)電場(chǎng)提供直通式服務(wù)，每一次重大天氣過程都會(huì)提前預(yù)報(bào)預(yù)警，幫助場(chǎng)站防雷防雪防沙塵暴等。”郭馨澤說。

　　幾天前，國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司張家口公司輸電運(yùn)檢中心主任丁斌，收到市氣象局氣象服務(wù)中心發(fā)來的大風(fēng)藍(lán)色預(yù)警專報(bào)，立即啟動(dòng)應(yīng)對(duì)方案，對(duì)重點(diǎn)線路開展專項(xiàng)巡視排查，提前采取防范措施，增強(qiáng)了電網(wǎng)設(shè)備抵御惡劣天氣的能力，最大限度保證了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　“去年3月中旬下了一場(chǎng)凍雨，張家口電網(wǎng)部分線路出現(xiàn)覆冰。由于提前得到氣象預(yù)警，我們及時(shí)安排人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀冰，隨時(shí)掌握覆冰厚度變化，提前準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)措施，避免了輸電事故發(fā)生。”丁斌說。

　　每天發(fā)布電力氣象專報(bào);重大天氣過程發(fā)布重要?dú)庀髮?bào)、快報(bào)及預(yù)警;提供山火風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)等分災(zāi)種專報(bào)、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，并專門定制了電力氣象服務(wù)微信公眾號(hào);對(duì)輸電桿塔、重要設(shè)備、變電站進(jìn)行逐小時(shí)、逐點(diǎn)位預(yù)報(bào)……

　　“我們努力讓氣象服務(wù)越來越精細(xì)。比如，前幾年山火引起的線路跳閘時(shí)有發(fā)生，因此我們開發(fā)了電力氣象服務(wù)火點(diǎn)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。”胡雪說，張家口市氣象局氣象服務(wù)中心通過衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)火源，一旦發(fā)現(xiàn)火源點(diǎn)，會(huì)第一時(shí)間發(fā)出警示。去年，因?yàn)橛辛松交鸨O(jiān)測(cè)預(yù)警，輸電線路因山火而跳閘的事件大大減少，進(jìn)一步保障了輸電安全。

　　嘗到精細(xì)服務(wù)的甜頭，丁斌表示，今年要和氣象部門進(jìn)一步加強(qiáng)合作，更好保障地區(qū)電網(wǎng)安全運(yùn)行，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，助力新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)。張家口市氣象局氣象服務(wù)中心副主任趙海江說：“我們正在篩選地點(diǎn)，在重點(diǎn)線路布設(shè)微氣象站，增加觀測(cè)的氣象要素，提供更加精準(zhǔn)精細(xì)的電力氣象服務(wù)。”

　　張金滿介紹，針對(duì)全省的集中式光伏電站和分布式光伏、風(fēng)電場(chǎng)，河北省氣象局提供精細(xì)化數(shù)值預(yù)報(bào)服務(wù)，并研發(fā)了光伏功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，已在14個(gè)光伏場(chǎng)站安裝使用。對(duì)省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、輸電部門每天提供兩次未來10天精細(xì)化預(yù)報(bào)，每15分鐘提供一次未來4小時(shí)天氣預(yù)報(bào)，推演未來天氣變化過程，提前發(fā)出氣象災(zāi)害預(yù)警。河北省氣象局氣象服務(wù)中心還牽頭成立了“電力氣象服務(wù)聯(lián)盟”，整合省市電力氣象技術(shù)和資源，專門為新能源電力企業(yè)提供專業(yè)氣象服務(wù)。

　　如今，冀北區(qū)域生產(chǎn)輸送的每2度電中就有1度電是綠電。今后，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、氣象服務(wù)保障提質(zhì)增效，綠電占比將不斷提升，張北的風(fēng)將持續(xù)點(diǎn)亮萬家燈火，續(xù)寫綠色低碳發(fā)展新篇章。

　　高質(zhì)量氣象服務(wù)走進(jìn)各行各業(yè)(記者手記)

　　氣象事業(yè)是科技型、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性社會(huì)公益事業(yè)。習(xí)近平總書記提出氣象工作關(guān)系生命安全、生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的戰(zhàn)略定位，發(fā)出開啟氣象強(qiáng)國(guó)建設(shè)的號(hào)令，為氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了根本遵循。

　　氣象高質(zhì)量發(fā)展，有力服務(wù)保障能源產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。大力發(fā)展新能源已成為我國(guó)縱深推進(jìn)能源革命、保障國(guó)家能源安全的重大舉措，也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要方面。近年來，我國(guó)新能源氣象服務(wù)能力不斷提升，通過精密監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)預(yù)報(bào)、精細(xì)服務(wù)，大自然的風(fēng)、光變得可預(yù)測(cè)、可利用，源源不斷轉(zhuǎn)化為綠色電力。2022年，我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電新增裝機(jī)突破1.2億千瓦，連續(xù)3年超過1億千瓦。氣象高質(zhì)量服務(wù)保障有效助力新能源發(fā)展，為推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。

　　目前，我國(guó)已初步建成覆蓋幾十個(gè)部門、上百個(gè)行業(yè)、億萬用戶的現(xiàn)代氣象服務(wù)體系，提供全流程、全環(huán)節(jié)、全周期的遞進(jìn)滾動(dòng)式氣象服務(wù)。例如，發(fā)布分區(qū)域、分作物、分災(zāi)種的農(nóng)業(yè)氣象信息，全國(guó)125萬個(gè)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體、300余萬種糧大戶和農(nóng)機(jī)作業(yè)人員，享受直通式氣象服務(wù);氣象、公安、交通等部門，合力優(yōu)化提升100多條惡劣天氣高影響路段的氣象服務(wù);中央氣象臺(tái)遠(yuǎn)洋氣象導(dǎo)航服務(wù)加快發(fā)展，已惠及幾十家航運(yùn)公司;為重大工程建設(shè)提供全過程精細(xì)氣象服務(wù)，保障工程建設(shè)順利開展……“氣象+”服務(wù)模式與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域深度融合，助力高質(zhì)量發(fā)展。

　　同時(shí)也應(yīng)看到，氣候變化已成為全人類面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，各類極端天氣氣候事件頻發(fā)，各行各業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展、人民群眾的高品質(zhì)生活，都對(duì)天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率和精細(xì)度提出更高要求。服務(wù)保障生命安全、生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好，氣象工作仍然任重道遠(yuǎn)。為加快推進(jìn)氣象高質(zhì)量發(fā)展，國(guó)務(wù)院去年印發(fā)《氣象高質(zhì)量發(fā)展綱要(2022—2035年)》，明確了指導(dǎo)思想和發(fā)展目標(biāo)，從增強(qiáng)氣象科技自主創(chuàng)新能力、加強(qiáng)氣象基礎(chǔ)能力建設(shè)、筑牢氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線、提高氣象服務(wù)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展水平等7個(gè)方面，對(duì)主要任務(wù)作出系統(tǒng)部署。

　　今年3月23日是第六十三個(gè)世界氣象日，主題為“天氣氣候水，代代向未來”。這一主題再次提醒世人，天氣氣候及氣象事業(yè)關(guān)系國(guó)計(jì)民生，關(guān)系我們可持續(xù)發(fā)展的美好未來。

　　黨的二十大報(bào)告提出：“高質(zhì)量發(fā)展是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的首要任務(wù)。”“堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。”新征程新氣象，奮力推動(dòng)氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，以更優(yōu)質(zhì)更高水平的氣象服務(wù)，為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)保駕護(hù)航。

　　《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2023年03月20日 19 版)