風場規劃運行需與氣象部門加強合作

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

　　“風電產業快速、持續發展，對氣象服務提出了新的、更高的要求，要求氣象部門與電網企業、發電企業密切合作，加強科學研究與技術研發，特別加強針對海上、復雜地形、低風速區，以及分散式風電開發的專題研究。”中國氣象局公共氣象服務中心資源環境與工程氣象室主任楊振斌在接受記者采訪時表示，與歐美國家相比，我國在風電氣象領域的發展時間較短，在數值天氣預報環節也未建立嚴格、科學的考核體系，或者尚未嚴格執行。風電氣象預報作為一個新生事物，仍存在一些問題，需要在發展的過程中逐步得到解決。

　　氣象在風電的規劃和運行階段均有影響

　　不同的氣候條件會對風機設計和風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機運維和風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道：氣象對風電的影響體現在規劃和運行兩個方面。其中，在規劃方面，氣象主要用于風場所在區域的資源評估和微觀選址，即在風場規劃時先對當地的風況、年發電量等進行評估。該環節主要使用當地的實測氣象數據，實測氣象站一般由業主建設。

　　“從風資源角度上講，不同的場址風 況決定了風機選型時的基本類型，例如葉片長度、輪轂高度等。極端天氣對連接風機間電力傳輸的匯集線也有潛在風險，如果匯集線跳閘，將損失該線上所有風機的發電量。此外還要考慮場址是否高濕、高寒、高鹽霧或有沙塵，這些均需要在設計和選址時做出相應的應對措施。”冀北電科院新能源研究所所長白愷說。

　　此外，在運行層面，氣象主要用于風電站的功率預測。白愷告訴記者，電網調度部門掌握了風電功率預測數據后，可以對電力生產和調度作出更為合理有效的安排，是減少棄風的有效措施。此外，根據預測情況，可以將風場的一些日常檢修工作安排在風力較小的時間段內進行，最大限度發揮風機的發電能力。

　　近日，我國南方遭受寒潮襲擊，而東南沿海和島嶼的風場分布較多，嚴重的雨雪冰凍天氣對受災地區的風機運維和發電效率造成了一定的影響。此外，我國“三北”地區的幾個大型風電基地，也時常在冬春季節受到來自蒙古西伯利亞的寒潮“侵擾”。

　　“通常情況下，寒潮過程伴隨著大風過程，對于風電場來說是非常好的提高發電量的機會，一般不會對風電機組運行產生負面影響。但是，在某些空氣濕度較大的地區，寒潮會引起覆冰，這將嚴重影響風電機組的正常運行，甚至會對風電機組關鍵部件造成破壞性影響。”楊振斌說。

　　對此，王勃補充表示，寒潮或冰凍天氣對風機運維最直接的影響是導致運維難度加大，效率降低。某些部件運行溫度低于要求的工作溫度，要對主要設備進行保溫或加熱。寒潮或冰凍天氣同樣會導致風電檢測工作開展的難度加大。“寒潮來 襲一般伴隨著大風降溫，在該情況下可能出現影響風電穩定運行的事件為大風切出，在風速超出風電機組切出風速時，風電機組采用一定的保護措施停止發電，此類事件可能導致功率的快速下降，給電網的有功平衡帶來一定的挑戰。”王勃說。

　　氣象部門與電力企業需加強合作

　　隨著風電產業的迅猛發展，其對氣象服務中的“偵察”與“勘測”功能也表現出了前所未有的緊迫需求。

　　記者在采訪中發現，目前我國相關機構開展風電功率預報大致有以下幾種情況：自行直接運用數值天氣預報模式進行預報，對可獲得的基礎數值天氣預報數據再加工，或者直接購買國外專業公司的服務進行預報服務。

　　楊振斌介紹，中國氣象局風能太陽能資源評估中心建立了基于數值天氣預報模擬系統、實現業務化運行的風能數值天氣預報系統和風電場功率預報系統，現已在甘肅、寧夏、云南、內蒙古、陜西、廣東等省自治區的100多個風電場進行預報試驗和實踐應用。

　　記者在中國電科院的數值天氣預報運行中心看到，全球氣象運行的畫面在巨幅屏幕墻上清晰可見。屏幕邊緣，通過監測和采集到的實時數據，伴隨著畫面中變化的云層不斷跳動。中國電科院通過與國外頂級氣象機構合作的方式，掌握了實時四維資料同化、快速循環更新、集合預報技術等氣象領域最為先進的技術。

　　“計算單元有240臺刀片服務器，實際運算速度達到53萬億次每秒，可在1 小時內完成我國主要風電開發區的未來72小時的預報。”王勃向記者介紹，該中心每日定時通過網絡向吉林、新疆、青海等18個網省電力公司發布所有風電場的數值預報結果，全國覆蓋率達到70%。

　　多位專家在采訪中提出，臺風、強陣風、雷擊、大霧和覆冰等極端天氣事件對風電運行都會產生影響，對極端天氣進行準確預測可為風電企業、電網企業提前做好應急預案提供支撐。因此如何提升預報的精度，是當前電力部門與氣象部門急需攻克的難題。

　　在白愷看來，提升數值預報的精度不僅是技術問題，更是管理問題。“在歐洲，電力市場是一個實時交易的市場，一旦風電功率預測不準，實際的發電量跟你預報的情況就有出入，這樣會受到一些懲罰。”白愷表示，風電場按規定安裝風功率預測系統之后，應該根據自身的風資源數據庫定期對該模型進行修訂和完善。此外風場技術人員也應定期參加相關培訓。

　　“我國在數值天氣預報領域的發展時間較短，尚未建立嚴格、科學的考核體系，或者尚未嚴格執行，這也在一定程度上導致風電預報市場缺乏理性競爭。”楊振斌指出。

　　“使用實測氣象數據進行資料同化是提升預報精度的關鍵，同化使用的數據一般包括地面、探空等多種實測數據，該類實測數據一般由氣象機構掌握，行業壁壘的限制導致電力部門無法獲取此類實測氣象數據。”王勃提出，風電企業、電網企業與氣象部門應加強合作，共同提升數值預報精度，進而提升氣象在電力系統中的應用水平。

來源：中國電力報

　　版權及免責聲明：凡本網所屬版權作品，轉載時須獲得授權并注明來源“中國產業經濟信息網”，違者本網將保留追究其相關法律責任的權力。凡轉載文章，不代表本網觀點和立場。版權事宜請聯系：010-65363056。

延伸閱讀