風(fēng)場規(guī)劃運(yùn)行需與氣象部門加強(qiáng)合作

　　今年1月，寒潮席卷北美，美國中東部遭遇20年來最強(qiáng)寒潮，2月我國也開始遭受寒潮襲擊，南方大范圍持續(xù)雨雪冰凍天氣。而“靠天吃飯”的風(fēng)電，受氣候條件和天氣災(zāi)害的影響更大。

　　“風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速、持續(xù)發(fā)展，對氣象服務(wù)提出了新的、更高的要求，要求氣象部門與電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)密切合作，加強(qiáng)科學(xué)研究與技術(shù)研發(fā)，特別加強(qiáng)針對海上、復(fù)雜地形、低風(fēng)速區(qū)，以及分散式風(fēng)電開發(fā)的專題研究?！敝袊鴼庀缶止矚庀蠓?wù)中心資源環(huán)境與工程氣象室主任楊振斌在接受記者采訪時(shí)表示，與歐美國家相比，我國在風(fēng)電氣象領(lǐng)域的發(fā)展時(shí)間較短，在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)環(huán)節(jié)也未建立嚴(yán)格、科學(xué)的考核體系，或者尚未嚴(yán)格執(zhí)行。風(fēng)電氣象預(yù)報(bào)作為一個(gè)新生事物，仍存在一些問題，需要在發(fā)展的過程中逐步得到解決。

　　氣象在風(fēng)電的規(guī)劃和運(yùn)行階段均有影響

　　不同的氣候條件會(huì)對風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和風(fēng)場選址等方面起到什么作用?類似寒潮和冰凍天氣又將對風(fēng)機(jī)運(yùn)維和風(fēng)場檢測造成什么影響?對此，中國電科院新能源研究所專家王勃向記者總結(jié)道：氣象對風(fēng)電的影響體現(xiàn)在規(guī)劃和運(yùn)行兩個(gè)方面。其中，在規(guī)劃方面，氣象主要用于風(fēng)場所在區(qū)域的資源評估和微觀選址，即在風(fēng)場規(guī)劃時(shí)先對當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)況、年發(fā)電量等進(jìn)行評估。該環(huán)節(jié)主要使用當(dāng)?shù)氐膶?shí)測氣象數(shù)據(jù)，實(shí)測氣象站一般由業(yè)主建設(shè)。

　　“從風(fēng)資源角度上講，不同的場址風(fēng) 況決定了風(fēng)機(jī)選型時(shí)的基本類型，例如葉片長度、輪轂高度等。極端天氣對連接風(fēng)機(jī)間電力傳輸?shù)膮R集線也有潛在風(fēng)險(xiǎn)，如果匯集線跳閘，將損失該線上所有風(fēng)機(jī)的發(fā)電量。此外還要考慮場址是否高濕、高寒、高鹽霧或有沙塵，這些均需要在設(shè)計(jì)和選址時(shí)做出相應(yīng)的應(yīng)對措施?！奔奖彪娍圃盒履茉囱芯克L白愷說。

　　此外，在運(yùn)行層面，氣象主要用于風(fēng)電站的功率預(yù)測。白愷告訴記者，電網(wǎng)調(diào)度部門掌握了風(fēng)電功率預(yù)測數(shù)據(jù)后，可以對電力生產(chǎn)和調(diào)度作出更為合理有效的安排，是減少棄風(fēng)的有效措施。此外，根據(jù)預(yù)測情況，可以將風(fēng)場的一些日常檢修工作安排在風(fēng)力較小的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，最大限度發(fā)揮風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力。

　　近日，我國南方遭受寒潮襲擊，而東南沿海和島嶼的風(fēng)場分布較多，嚴(yán)重的雨雪冰凍天氣對受災(zāi)地區(qū)的風(fēng)機(jī)運(yùn)維和發(fā)電效率造成了一定的影響。此外，我國“三北”地區(qū)的幾個(gè)大型風(fēng)電基地，也時(shí)常在冬春季節(jié)受到來自蒙古西伯利亞的寒潮“侵?jǐn)_”。

　　“通常情況下，寒潮過程伴隨著大風(fēng)過程，對于風(fēng)電場來說是非常好的提高發(fā)電量的機(jī)會(huì)，一般不會(huì)對風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。但是，在某些空氣濕度較大的地區(qū)，寒潮會(huì)引起覆冰，這將嚴(yán)重影響風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行，甚至?xí)︼L(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件造成破壞性影響?！睏钫癖笳f。

　　對此，王勃補(bǔ)充表示，寒潮或冰凍天氣對風(fēng)機(jī)運(yùn)維最直接的影響是導(dǎo)致運(yùn)維難度加大，效率降低。某些部件運(yùn)行溫度低于要求的工作溫度，要對主要設(shè)備進(jìn)行保溫或加熱。寒潮或冰凍天氣同樣會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電檢測工作開展的難度加大。“寒潮來 襲一般伴隨著大風(fēng)降溫，在該情況下可能出現(xiàn)影響風(fēng)電穩(wěn)定運(yùn)行的事件為大風(fēng)切出，在風(fēng)速超出風(fēng)電機(jī)組切出風(fēng)速時(shí)，風(fēng)電機(jī)組采用一定的保護(hù)措施停止發(fā)電，此類事件可能導(dǎo)致功率的快速下降，給電網(wǎng)的有功平衡帶來一定的挑戰(zhàn)?！蓖醪f。

　　氣象部門與電力企業(yè)需加強(qiáng)合作

　　隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，其對氣象服務(wù)中的“偵察”與“勘測”功能也表現(xiàn)出了前所未有的緊迫需求。

　　記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，目前我國相關(guān)機(jī)構(gòu)開展風(fēng)電功率預(yù)報(bào)大致有以下幾種情況：自行直接運(yùn)用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式進(jìn)行預(yù)報(bào)，對可獲得的基礎(chǔ)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)再加工，或者直接購買國外專業(yè)公司的服務(wù)進(jìn)行預(yù)報(bào)服務(wù)。

　　楊振斌介紹，中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心建立了基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模擬系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的風(fēng)能數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)和風(fēng)電場功率預(yù)報(bào)系統(tǒng)，現(xiàn)已在甘肅、寧夏、云南、內(nèi)蒙古、陜西、廣東等省自治區(qū)的100多個(gè)風(fēng)電場進(jìn)行預(yù)報(bào)試驗(yàn)和實(shí)踐應(yīng)用。

　　記者在中國電科院的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)運(yùn)行中心看到，全球氣象運(yùn)行的畫面在巨幅屏幕墻上清晰可見。屏幕邊緣，通過監(jiān)測和采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，伴隨著畫面中變化的云層不斷跳動(dòng)。中國電科院通過與國外頂級氣象機(jī)構(gòu)合作的方式，掌握了實(shí)時(shí)四維資料同化、快速循環(huán)更新、集合預(yù)報(bào)技術(shù)等氣象領(lǐng)域最為先進(jìn)的技術(shù)。

　　“計(jì)算單元有240臺(tái)刀片服務(wù)器，實(shí)際運(yùn)算速度達(dá)到53萬億次每秒，可在1 小時(shí)內(nèi)完成我國主要風(fēng)電開發(fā)區(qū)的未來72小時(shí)的預(yù)報(bào)?！蓖醪蛴浾呓榻B，該中心每日定時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)向吉林、新疆、青海等18個(gè)網(wǎng)省電力公司發(fā)布所有風(fēng)電場的數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果，全國覆蓋率達(dá)到70%。

　　多位專家在采訪中提出，臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)陣風(fēng)、雷擊、大霧和覆冰等極端天氣事件對風(fēng)電運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生影響，對極端天氣進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測可為風(fēng)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)提前做好應(yīng)急預(yù)案提供支撐。因此如何提升預(yù)報(bào)的精度，是當(dāng)前電力部門與氣象部門急需攻克的難題。

　　在白愷看來，提升數(shù)值預(yù)報(bào)的精度不僅是技術(shù)問題，更是管理問題?！霸跉W洲，電力市場是一個(gè)實(shí)時(shí)交易的市場，一旦風(fēng)電功率預(yù)測不準(zhǔn)，實(shí)際的發(fā)電量跟你預(yù)報(bào)的情況就有出入，這樣會(huì)受到一些懲罰?！卑讗鸨硎?，風(fēng)電場按規(guī)定安裝風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)之后，應(yīng)該根據(jù)自身的風(fēng)資源數(shù)據(jù)庫定期對該模型進(jìn)行修訂和完善。此外風(fēng)場技術(shù)人員也應(yīng)定期參加相關(guān)培訓(xùn)。

　　“我國在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)領(lǐng)域的發(fā)展時(shí)間較短，尚未建立嚴(yán)格、科學(xué)的考核體系，或者尚未嚴(yán)格執(zhí)行，這也在一定程度上導(dǎo)致風(fēng)電預(yù)報(bào)市場缺乏理性競爭?！睏钫癖笾赋?。

　　“使用實(shí)測氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行資料同化是提升預(yù)報(bào)精度的關(guān)鍵，同化使用的數(shù)據(jù)一般包括地面、探空等多種實(shí)測數(shù)據(jù)，該類實(shí)測數(shù)據(jù)一般由氣象機(jī)構(gòu)掌握，行業(yè)壁壘的限制導(dǎo)致電力部門無法獲取此類實(shí)測氣象數(shù)據(jù)?！蓖醪岢觯L(fēng)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)與氣象部門應(yīng)加強(qiáng)合作，共同提升數(shù)值預(yù)報(bào)精度，進(jìn)而提升氣象在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用水平。

來源：中國電力報(bào)

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