今年3月23日是第64個世界氣象日,主題是“氣候行動最前線”。面對愈加頻繁的極端天氣和全球變暖等氣候危機,減緩氣候變化已刻不容緩。
發展新能源是應對氣候變化的重要舉措之一,而氣象服務對于新能源產業發展不可或缺。
不久前,中國氣象局印發《能源氣象服務行動計劃(2024-2027年)》,提出加強清潔能源發電精細化服務,助力新型電力系統建設,明確到2027年,基本建成適應需求、技術先進、機制完善的能源氣象服務體系。
氣象服務對新能源發電有多重要?
新能源的大規模開發和精細化選址,少不了氣候資源普查“找資源”;千變萬化的風光資源有多少能轉化成電,要靠天氣預報做支撐;極端天氣下降低對電力設施的影響,也得緊盯災害預警……氣象服務新能源涉及方方面面。
出門沒看天氣預報,忘帶傘可能會淋雨,對于風光等新能源發電來說,如果天氣預報有偏差,整個電力平衡都會受影響。不同于傳統煤炭發電可以“隨用隨發”,新能源發電要“捕風捉光”,隨機性和波動性帶來巨大挑戰。
這是位于重慶市石柱土家族自治縣的風力發電機組(無人機照片)。新華社記者 黃偉 攝
“假如風速預報偏差1米/秒,風力發電功率預測的最大誤差可能會達到30%左右?!敝袊娍圃盒履茉囱芯恐行念A測預報技術研究室主任工程師王錚借助數據分析發現,天氣預報是否精準對新能源出力預測準確率影響很大。
近年來,我國風電、光伏發電等新能源裝機規模持續擴大。只有實現精準的天氣預報,才能把握新能源發電的“脈搏”,保障電力安全穩定供應。
50米、70米、100米等不同高度的風速、風向,以及輻照度、云量……與我們日常天氣預報不同,這些相對陌生的氣象指標與新能源發電功率預測息息相關。
新能源功率預測,就是將氣象要素預報結論輸入發電功率模型,然后計算出風、光電場能發多少度電,再據此形成生產調度計劃,從而做好運行安排、電力輸送。
“捕風捉光”,精細化的能源氣象服務一直在路上。
當前,中國氣象局風能太陽能氣象預報系統已面向全國省級氣象部門下發,使得國省兩級均具備新能源氣象預報服務能力。多個省份都在加強新能源產業氣象服務:湖北持續十余年研發功率預測技術;內蒙古研制短期風速預報訂正、未來10天逐時精細化預報、未來50天逐日風電光伏發電預報產品;江蘇打造全國首個海上風電智能氣象服務系統……
風能太陽能發電精細化氣象服務示范計劃于2023年正式啟動,中國氣象局風能太陽能中心科學主任申彥波說:“示范計劃目前覆蓋4個直屬單位和21個省級氣象局,通過‘賽馬制’遴選最優預報產品,在‘比武練兵’中持續提高預報準確率?!?/p>
這是位于內蒙古自治區呼和浩特市的曙光光伏實驗電站(無人機照片)。新華社記者 王楷焱 攝
“到2027年,風電和光電功率預報準確率要分別達到86%和88%?!鄙陱┎ㄕf。
那么,如何才能實現這個小目標呢?超算和算法這兩把“算盤”是關鍵。
首先,借助超算可以在空間上將經緯度坐標盡可能精細,預測數據的網格越來越小;從時間上提升預測頻率,例如遇到極端天氣每小時滾動更新數據。針對沙塵天氣下光伏發電出力預測,超算運行模型可以得出不同覆沙厚度對發電的影響。
其次,基于歷史天氣的大數據樣本庫,借助算法建立不同地形地貌、季節和臺風、寒潮等極端天氣影響下風電出力精準預測模型,分類越細致、預報越聰明。
隨著大數據、人工智能等數字信息技術的廣泛應用,我們掌握天氣變化的能力在加速進步。之前“靠天吃飯”,現在“八九不離十”?!皻庀?新能源”,讓風光發電更“靠譜”。
未來,天氣預報還能算得更快、看得更遠,相信有了這般加持,新能源發電也會有更多勝“算”在握。
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