中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：“從今年年初華北等地的沙塵暴，到年中中部地區(qū)的暴雨洪澇災(zāi)害，再到近期東北地區(qū)的暴風(fēng)雪，極端天氣如今變得越來越常見。”中國礦業(yè)大學(xué)應(yīng)急管理學(xué)院教授許超近日告訴記者，極端天氣外部效應(yīng)所導(dǎo)致的能源供應(yīng)保障問題，以及給應(yīng)急工作帶來的挑戰(zhàn)，需要能源行業(yè)積極應(yīng)對。
中國電力科學(xué)研究院（以下簡稱“中國電科院”）新能源中心電力氣象研究室主任王勃告訴記者：“未來我國以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的顯著特征之一，就是對氣象的高依賴性。因此，精準(zhǔn)的氣象數(shù)值預(yù)報(bào)預(yù)測，是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分?！蹦戏诫娋W(wǎng)公司生產(chǎn)技術(shù)支持中心李銳海不久前也撰文指出，精準(zhǔn)的氣象預(yù)測是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的有效手段之一。
氣象預(yù)測有助防災(zāi)和電力調(diào)度
“低溫雨雪會(huì)導(dǎo)致輸電線路發(fā)生覆冰等災(zāi)害，甚至?xí)l(fā)風(fēng)機(jī)運(yùn)行故障和事故，對電力電量平衡帶來壓力。此外，寒潮帶來的降溫還會(huì)拉升用電負(fù)荷，給電力平衡帶來影響?！?王勃告訴記者。
相關(guān)資料顯示，氣象災(zāi)害導(dǎo)致的故障占電網(wǎng)總故障數(shù)的60%以上。冬季，南方地區(qū)容易受天氣系統(tǒng)影響，出現(xiàn)輸電線路覆冰災(zāi)害。夏季，臺(tái)風(fēng)則是影響電網(wǎng)安全運(yùn)行最主要的氣象災(zāi)害。相比傳統(tǒng)電源，“風(fēng)光”等新能源發(fā)電更容易因大風(fēng)、低溫、暴雨、雷電等極端天氣影響而出現(xiàn)出力銳減、發(fā)電設(shè)施受損等問題。
李銳海曾撰文表示，新型電力系統(tǒng)中“風(fēng)光”將逐步成為主體，這種根本性變革在推動(dòng)電源清潔化、電網(wǎng)智能化和用戶電氣化的同時(shí)，也將改變電網(wǎng)運(yùn)行特征。他認(rèn)為，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)對電源側(cè)精確控制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“源隨荷動(dòng)”的運(yùn)行模式，也將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐噪娋W(wǎng)為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”智能協(xié)同供需平衡的運(yùn)行模式。精準(zhǔn)的氣象預(yù)測，可以提前預(yù)知極端天氣的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，評估災(zāi)害對電力系統(tǒng)的影響程度，提前做好防災(zāi)準(zhǔn)備及電力調(diào)度規(guī)劃，如通過提前加固發(fā)電設(shè)備、提前關(guān)閉發(fā)電機(jī)組等措施，有效減少電力企業(yè)的損失，防止大面積停電風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。
精準(zhǔn)預(yù)報(bào)提高新能源發(fā)電利用率
如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的氣象預(yù)測？王勃介紹，隸屬于中國電科院的我國首個(gè)用于電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)運(yùn)行中心（以下簡稱“數(shù)值預(yù)報(bào)中心”），目前主要面向電力安全生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)、不同業(yè)務(wù)對氣象的需求，提供面向電網(wǎng)不同環(huán)節(jié)的定制化、精準(zhǔn)化氣象預(yù)報(bào)預(yù)警，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
王勃介紹，數(shù)值預(yù)報(bào)中心主要對影響新能源發(fā)電的風(fēng)速、輻照度、云量，以及面向輸電線路安全的大風(fēng)、強(qiáng)降雨、雷暴、凍雨、臺(tái)風(fēng)、寒潮、沙塵暴等極端天氣，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)預(yù)警?！半娏庀箢A(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度主要通過同化不同來源的氣象觀測數(shù)據(jù)，針對特定應(yīng)用場景進(jìn)行模式的參數(shù)調(diào)優(yōu)，同時(shí)基于人工智能技術(shù)對預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行智能校準(zhǔn)等先進(jìn)技術(shù)來保障。”
“只有做出精確的氣象預(yù)報(bào)，才能準(zhǔn)確把握新能源發(fā)電的‘脈搏’，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的合理調(diào)度?！蓖醪硎?，依托數(shù)值預(yù)報(bào)中心，中國電科院面向國家電網(wǎng)各省公司研發(fā)部署了新能源發(fā)電功率預(yù)測、電網(wǎng)氣象災(zāi)害預(yù)警、電網(wǎng)洪澇災(zāi)害預(yù)警等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)?！敖衲?1月上旬，一股強(qiáng)冷空氣自西北向東侵襲我國，引發(fā)大范圍寒潮、雨雪冰凍天氣。我們對寒潮過程以及寒潮可能引起的新能源出力變化、電網(wǎng)覆冰風(fēng)險(xiǎn)、用電負(fù)荷激增等進(jìn)行全面預(yù)報(bào)預(yù)警。根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果，各方提前采取合理應(yīng)對措施，避免了大范圍停電事故?！?
“風(fēng)光”受地域和自然資源的影響，在空間上分布不均，在時(shí)間上存在較大波動(dòng)性和間歇性，同時(shí)二者又具有互補(bǔ)性。對此，李銳海撰文指出，通過分析氣象歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，在總結(jié)分析區(qū)域性風(fēng)能和光能的基礎(chǔ)上，可以在局部尺度上優(yōu)化風(fēng)能和光能配比，進(jìn)而減少新能源出力的波動(dòng)性?！巴ㄟ^計(jì)算風(fēng)電、光伏安裝比例與風(fēng)、光發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的關(guān)系，獲得不同區(qū)域風(fēng)光出力波動(dòng)小的風(fēng)、光安裝比，提高‘風(fēng)光’利用率?！?
系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測是保障電力平衡的關(guān)鍵
“高準(zhǔn)確度、高分辨率、面向電力生產(chǎn)需求的天氣預(yù)報(bào)及中長期氣候預(yù)測，是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)必不可少的組成部分?！币晃婚L期從事電力氣象預(yù)測的專家表示。
“一方面，需要加強(qiáng)不同類型負(fù)荷的監(jiān)測，特別要對天氣敏感型負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集；另一方面，進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測時(shí)需要引入精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，充分考慮氣象因素對負(fù)荷的影響?！蓖醪獜?qiáng)調(diào)，氣象影響主要體現(xiàn)在電源、電網(wǎng)、負(fù)荷等不同環(huán)節(jié)。
王勃指出，在電源側(cè)，風(fēng)速、輻照強(qiáng)度、降水直接決定了風(fēng)電、光伏和水電功率變化情況，基于天氣預(yù)報(bào)對新能源不同時(shí)間尺度的功率進(jìn)行預(yù)測，是保障新能源高效消納和系統(tǒng)供需平衡的基礎(chǔ)；在電網(wǎng)側(cè)，極端天氣引起的電網(wǎng)事故較多，提前預(yù)知災(zāi)害性天氣是開展輸變電設(shè)備防災(zāi)、減災(zāi)的基礎(chǔ)；在負(fù)荷側(cè)，氣象相關(guān)負(fù)荷占比不斷增大，負(fù)荷的氣象敏感性不斷增強(qiáng)，提前預(yù)知?dú)庀笠刈兓M(jìn)而做好系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測，是保障電力平衡的關(guān)鍵。
不過，也有業(yè)內(nèi)專家表示，負(fù)荷預(yù)測方法雖然相對成熟，對氣溫的精細(xì)化數(shù)值預(yù)報(bào)可以幫助提高負(fù)荷預(yù)測精度，但同時(shí)，也要考慮新興的負(fù)荷需求類型，個(gè)別地區(qū)因經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變而有一些高負(fù)荷的規(guī)律性出現(xiàn)，對負(fù)荷影響極大。因此，不能簡單地用氣象條件解釋。
該專家進(jìn)一步稱，新能源資源評估以及月到年尺度的電量預(yù)測、新能源調(diào)度和生產(chǎn)模擬、新能源發(fā)電的并網(wǎng)可靠性評估、輸變電設(shè)備的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)警防范、配電端的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)警防范、電力市場交易等，對未來高比例新能源的新型電力系統(tǒng)都具有重要價(jià)值。
