河南省開封市蘭考縣曾是風沙為害的“風沙窩”,如今成為全省首個平原風電項目實施地。全縣300座“超級大風車”矗立在昔日風口之上晝夜轉動,化風為電。
河南省風能資源空間分布存在顯著的地域差異,豫北太行山東部的山地和山前丘陵高地、豫西伏牛山東部山地丘陵等區域可被開發風電的風能資源豐富,年平均風功率密度為每平方米200瓦至500瓦。截至2024年底,河南風電裝機容量達2333.75萬千瓦,較前年末增長7.2%,占全省總裝機的15.91%。隨著風電裝機容量的增長,風力發電這一“輔助電源”逐漸向“主力電源”轉變。
風力發電,得益于風,也囿于風。風速過低無法有效發電,風速過高則可能需要停機保護。風資源的時變特性所引發的隨機波動、間歇出力及不確定性,使得電力系統安全優質運行面臨挑戰。
2021年,河南省發展和改革委員會批復成立河南省風能太陽能氣象工程研究中心。圍繞風能 、太陽能等新能源氣象服務領域的關鍵難題,該中心重點開展風能、太陽能等新能源可開發量估算,風能、太陽能全流程監測評估預報技術以及風能、太陽能高影響天氣監測預警等方面技術攻關。
針對風電行業特性,河南省氣象部門研發格點化風速預報產品,預報空間尺度細化至3公里,時間分辨率精確到15分鐘,并首次實現預報高度與風機輪轂高度動態匹配。每當有大風過程時,不僅能提前鎖定瞬時風速,還能通過多種機器學習算法持續修正風速變化曲線,指導風電場及時調整參數,規避機組因風速超限而切出的風險。
除風速外,雨雪冰凍對風力發電功率預測準確率的影響也極大。據此,省氣象服務中心技術人員利用耦合覆冰、融冰模型的中尺度數值天氣預報模式,開展風機葉片覆冰起止時間的預報,提前1至2天覆冰報出率達70%,起止時間預測誤差平均在5小時內。2024年初,河南出現持續雨雪冰凍天氣,該技術的應用為全省新能源停運容量估算提供了有力支撐。
基于一系列科研成果,河南省氣象局打造新能源氣象監測與功率預測平臺。通過該平臺可實現“數據診脈”,30秒內識別各新能源場站14類氣象要素異常數據,解決了風電“看不見、摸不著”的監測難題,并開展風電氣象條件預報,動態劃分風電低發、高發、滿發、切出區域,支撐未來14天電力平衡分析,為電網提前規劃調峰策略提供依據。同時,平臺“一場一策”服務模塊為全省221個風電場站建立起“數字檔案”,實現場站級別風機發電功率預測。目前,該平臺已接入全省電網調度系統,開始在應用實踐中發揮作用和效益。
轉自:中國氣象報
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