不能把風(fēng)電功率預(yù)測理解成為限制風(fēng)電發(fā)展的門檻
■楊振斌
按照國家能源局發(fā)布的“風(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報(bào)管理暫行辦法”的要求，今年1月1日，已經(jīng)并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電場要建立起風(fēng)電預(yù)報(bào)預(yù)測體系，7月1日開始正式運(yùn)行。2012年仍然是中國風(fēng)電的調(diào)整發(fā)展年，隨著相關(guān)規(guī)定的實(shí)施，風(fēng)資源評估和風(fēng)電功率預(yù)報(bào)將在風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)度工作中發(fā)揮越來越重要的作用。
就此問題，記者近日采訪了中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心副主任楊振斌，他從氣象的角度，對我國風(fēng)能預(yù)報(bào)和風(fēng)電健康發(fā)展提出了一些觀點(diǎn)和建議。
預(yù)報(bào)有利于提高風(fēng)電整體效益
中國能源報(bào)：我國風(fēng)能預(yù)報(bào)技術(shù)是從何時(shí)開始研究的？
楊振斌：我們從2003年左右就開始關(guān)注風(fēng)能預(yù)報(bào)技術(shù).當(dāng)時(shí)中國風(fēng)電發(fā)展剛剛步入快速發(fā)展階段。因有機(jī)會(huì)參與一些國際風(fēng)能合作的項(xiàng)目，通過這些項(xiàng)目，我們了解到國外風(fēng)能發(fā)達(dá)國家開展風(fēng)能預(yù)報(bào)技術(shù)研究、為什么需要風(fēng)能預(yù)報(bào)、預(yù)報(bào)對風(fēng)電場和電網(wǎng)有哪些貢獻(xiàn)等等。
在與歐洲如德國專家的交流中，我們注意到歐洲已經(jīng)在開展風(fēng)電預(yù)報(bào)的事實(shí)，也開始在國內(nèi)針對風(fēng)能預(yù)報(bào)技術(shù)開展研究，進(jìn)行技術(shù)積累。眾所周知，電力在歐洲是通過電力交易市場進(jìn)行交易的，在那里所有并網(wǎng)的電力都要進(jìn)行預(yù)測，當(dāng)然也包括風(fēng)電。通過預(yù)測，一方面有利于電網(wǎng)的運(yùn)營，有利于降低風(fēng)電對電網(wǎng)安全帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)，另一方面，對于風(fēng)電場端也是非常有益的，通過準(zhǔn)確的預(yù)測，可使得風(fēng)電場運(yùn)營商在電力交易中獲取最大的利益。可以說，風(fēng)能預(yù)報(bào)在歐洲發(fā)揮了非常好的作用，提高了風(fēng)電的整體效益。
中國能源報(bào)：我國風(fēng)能預(yù)報(bào)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀如何？
楊振斌：過去，氣象部門主要是為農(nóng)服務(wù)，服務(wù)于“三農(nóng)”，而現(xiàn)在做風(fēng)能預(yù)測，是針對國民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)特定的行業(yè)提供服務(wù)，也是充分發(fā)揮我們氣象部門的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，更好地為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供技術(shù)支撐。風(fēng)能預(yù)報(bào)屬于專業(yè)氣象預(yù)報(bào)范疇，氣象預(yù)報(bào)技術(shù)，尤其是數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)，決定了風(fēng)能預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。
2011年7月，中國氣象局初步建立了風(fēng)能預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)。這項(xiàng)業(yè)務(wù)是在奧運(yùn)氣象服務(wù)成果BJ-RUC數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立的，可以提供全國9公里、部分地區(qū)3公里甚至更高分辨率的風(fēng)能數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品。需要說明的是，風(fēng)能數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是預(yù)測風(fēng)等氣象要素的，而風(fēng)電場發(fā)多少電需要的是風(fēng)電功率預(yù)測，因此，中國氣象局風(fēng)能太陽能資源中心還組織研發(fā)了中國氣象局風(fēng)電功率預(yù)報(bào)系統(tǒng)，通過去年下半年在河北、寧夏、甘肅等地，針對試點(diǎn)風(fēng)電場進(jìn)行的預(yù)報(bào)服務(wù)試驗(yàn)結(jié)果表明，準(zhǔn)確率達(dá)到了國家能源局提出的考核精度要求。
發(fā)揮氣象優(yōu)勢，力促風(fēng)電并網(wǎng)
中國能源報(bào)：如何發(fā)揮氣象部門的優(yōu)勢，使風(fēng)能預(yù)報(bào)在風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)度中發(fā)揮更大的作用？
楊振斌：除了開展風(fēng)能數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，提供高質(zhì)量的風(fēng)能數(shù)值天氣預(yù)報(bào)公共服務(wù)、專業(yè)服務(wù)外，氣象部門還可以通過與電力企業(yè)的合作，將災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)警等信息及時(shí)提供給風(fēng)電場、電網(wǎng)等企業(yè)，提高風(fēng)電場、電網(wǎng)等電力設(shè)施對災(zāi)害性天氣防御能力，有效降低潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。近期，在國家能源局的組織下，氣象部門正在積極推動(dòng)風(fēng)能數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)體系和風(fēng)能數(shù)值天氣預(yù)報(bào)平臺建設(shè)，進(jìn)一步提升風(fēng)能預(yù)報(bào)服務(wù)能力。
中國能源報(bào)：氣象部門的數(shù)據(jù)目前使用情況如何，是否有助于風(fēng)電發(fā)展？
楊振斌：在我國風(fēng)電發(fā)展從起步到目前飛速發(fā)展的各個(gè)階段，氣象部門的數(shù)據(jù)都發(fā)揮了非常重要的作用。
2003年，國家啟動(dòng)了大型風(fēng)電場建設(shè)前期工作，氣象部門利用全國2400氣象站歷史資料，完成了第三次全國風(fēng)能資源普查，得到我國陸地風(fēng)能資源豐富區(qū)域的宏觀分布；在此基礎(chǔ)上，自2006年起，國家財(cái)政部和發(fā)改委支持我們開展風(fēng)能資源詳查和評價(jià)，建立了包含70米、100米和120米共400座測風(fēng)塔的全國風(fēng)能資源觀測網(wǎng)，開發(fā)了具有風(fēng)能資源數(shù)值模擬評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。去年年底，完成了全國陸地風(fēng)能資源精細(xì)化評估，獲得全國陸地1公里水平分辨率的風(fēng)能資源立體圖譜，全國陸地70米高度風(fēng)能資源技術(shù)可利用量為26億千瓦，近海（水深5-25米范圍）70米高度風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量為2億千瓦，基本完成了全國風(fēng)能資源詳查和評價(jià)工作。
這些普查、詳查成果已經(jīng)充分服務(wù)于各級政府，應(yīng)用于風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃制定，同時(shí)也服務(wù)于風(fēng)電開發(fā)企業(yè)，在風(fēng)電場工程可行性研究、建設(shè)等方面得到廣泛應(yīng)用。眾所周知，風(fēng)電場的建設(shè)，需要經(jīng)過資源評估、選址、測風(fēng)、可行性研究和項(xiàng)目建設(shè)等環(huán)節(jié)，基本建設(shè)周期是兩年半左右時(shí)間。這其中耗時(shí)最長測風(fēng)期，至少需要1年的時(shí)間。目前，我們建設(shè)的400個(gè)測風(fēng)塔，已經(jīng)積累了兩年的測風(fēng)數(shù)據(jù)，所以，對于風(fēng)電開發(fā)企業(yè)來說，利用我們的數(shù)據(jù)建設(shè)風(fēng)電場就可以節(jié)省至少一年的測風(fēng)時(shí)間。
新生事物尚有難題待解
中國能源報(bào)：在您看來，目前我國風(fēng)能預(yù)報(bào)有哪些突出的問題亟待解決？
楊振斌：風(fēng)電預(yù)報(bào)是一個(gè)新生的事物，有一些問題需要在發(fā)展的過程中逐步得到解決。
首先，風(fēng)電預(yù)報(bào)在我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中起何種作用？如何發(fā)揮作用？需要深入研究。國家能源局鼓勵(lì)和支持做風(fēng)電預(yù)報(bào)，目的是通過預(yù)測，提高電網(wǎng)對風(fēng)電的接納能力，促進(jìn)風(fēng)電和電網(wǎng)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。但是，目前對于風(fēng)電預(yù)報(bào)的作用和意義的理解還存在著一些誤解，風(fēng)電預(yù)報(bào)得準(zhǔn)，就并網(wǎng)；預(yù)報(bào)得不準(zhǔn)，就不允許并網(wǎng)。根據(jù)可再生能源法，風(fēng)電等可再生能源電力是需要優(yōu)先開發(fā)、優(yōu)先并網(wǎng)的，預(yù)測的目的不是限制，而是更好地接受。因此，不能把風(fēng)電功率預(yù)測理解成為限制風(fēng)電發(fā)展的門檻。
其次，目前我國還沒有建立完善的風(fēng)電預(yù)報(bào)技術(shù)體系。在全國范圍內(nèi)，風(fēng)電預(yù)報(bào)技術(shù)體系應(yīng)該如何建立，如何布局？氣象部門做什么？電網(wǎng)做什么？發(fā)電企業(yè)做什么？所有這些問題，還需要進(jìn)一步調(diào)查研究。
中國能源報(bào)：您認(rèn)為氣象部門、風(fēng)電企業(yè)和電網(wǎng)分別在風(fēng)電預(yù)測中扮演何種角色？
楊振斌：事實(shí)上，風(fēng)電預(yù)測應(yīng)該包括兩個(gè)層面，一是電網(wǎng)端的預(yù)測，電網(wǎng)通過預(yù)測進(jìn)行電力調(diào)度和制定發(fā)電計(jì)劃；一是風(fēng)電場端的預(yù)測，通過預(yù)測，提高風(fēng)電場管理運(yùn)營水平，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)電場每天定時(shí)對未來24小時(shí)逐15分鐘（96個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)）的預(yù)報(bào)，每15分鐘滾動(dòng)預(yù)報(bào)未來4小時(shí)逐15分鐘的預(yù)報(bào)；這些對于電網(wǎng)企業(yè)來說是不夠的，電網(wǎng)企業(yè)需要制定風(fēng)電的發(fā)電計(jì)劃，并進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，相應(yīng)對預(yù)報(bào)的要求會(huì)更高一些。所以，風(fēng)電場和電網(wǎng)企業(yè)的預(yù)報(bào)是兩個(gè)層面的問題，互為補(bǔ)充，不可相互替代的。
目前，預(yù)報(bào)的關(guān)系還沒有完全理清，如何做、達(dá)到何種效果、如何進(jìn)行考核還需要研究。但無論怎樣，其中都離開不了天氣預(yù)報(bào)，氣象部門可以通過不斷將先進(jìn)的氣象探測、數(shù)值預(yù)報(bào)、集合預(yù)報(bào)等技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)能預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)服務(wù)，不斷提高預(yù)報(bào)精度和準(zhǔn)確率，從而提高風(fēng)電預(yù)報(bào)的能力和水平，更好地為國家風(fēng)電產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展提供支持。
中國能源報(bào)：近一年來，市場上出現(xiàn)了100多家風(fēng)電預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)，他們在風(fēng)電預(yù)報(bào)中扮演何種角色？
楊振斌：由于我們目前還沒有建立起完善的風(fēng)電預(yù)報(bào)技術(shù)體系，還沒有建立相關(guān)的如準(zhǔn)入機(jī)制等，這就造成目前的局面：從去年以來，風(fēng)電預(yù)報(bào)的服務(wù)機(jī)構(gòu)紛紛出現(xiàn)，聲稱能夠幫助發(fā)電企業(yè)達(dá)到考核目標(biāo)，這些企業(yè)的服務(wù)能力和水平參差不齊，增加了行業(yè)辨識的難度，目前看不利于行業(yè)的發(fā)展。國家主管部門也意識到這個(gè)問題，國家能源局多次組織中國氣象局、各大發(fā)電公司、電網(wǎng)公司來探討如何風(fēng)電預(yù)測建立技術(shù)體系和布局，如何更好地推動(dòng)風(fēng)電預(yù)測水平的提高和行業(yè)的發(fā)展。
中國能源報(bào)：有人說目前由于對電網(wǎng)沒有約束，讓風(fēng)電場增加預(yù)報(bào)功能只是徒勞地增加成本，并沒有真正起到促進(jìn)風(fēng)電并網(wǎng)的作用。你如何看待這個(gè)說法？
楊振斌：一段時(shí)間以來，我國風(fēng)電規(guī)劃、風(fēng)電場建設(shè)和電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)還沒有達(dá)到協(xié)調(diào)發(fā)展，在一定程度上制約風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，這是目前國家風(fēng)電事業(yè)發(fā)展存在的現(xiàn)實(shí)情況。但可喜的是，近兩年來，相關(guān)部門已經(jīng)意識到這一問題，通過風(fēng)電和電網(wǎng)發(fā)展的不斷磨合，某些問題已經(jīng)在逐步得到解決。當(dāng)然還存在技術(shù)、體制和利益分配上的問題。
“風(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報(bào)管理暫行辦法”要求風(fēng)電場7月1日起開始預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)試運(yùn)行。但首先必要明確風(fēng)電功率預(yù)測如何充分發(fā)揮作用問題，相關(guān)管理辦法還需要進(jìn)一步細(xì)化、明確。否則，大家擔(dān)心的風(fēng)電預(yù)測不但發(fā)揮不了作用，而且增加了風(fēng)電企業(yè)的運(yùn)營成本的現(xiàn)象就有可能發(fā)生，那就違背了國家組織開展風(fēng)電預(yù)報(bào)初衷和目的?？傊⑼晟频娘L(fēng)電預(yù)報(bào)技術(shù)體系，關(guān)鍵還是要明確責(zé)任和義務(wù)。
另外，目前我們風(fēng)電的預(yù)報(bào)，重點(diǎn)還是在電量的預(yù)報(bào)上，即發(fā)電企業(yè)預(yù)報(bào)未來24小時(shí)每15分鐘共96個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)風(fēng)電有功功率的預(yù)測數(shù)據(jù)。但對電網(wǎng)接納風(fēng)電來說，不僅需要有電量的預(yù)報(bào)，還需要能夠預(yù)測電量的突變，因?yàn)閺目茖W(xué)角度來說，風(fēng)速完全有可能在1-2小時(shí)內(nèi)從20米/秒變化到5米/秒，對于一個(gè)裝機(jī)容量10萬千瓦的風(fēng)電場來說，這就意味著風(fēng)電功率從10萬千瓦變化到1萬千瓦。如果電網(wǎng)中風(fēng)電的比例較高，這種風(fēng)速的瞬變會(huì)對電網(wǎng)平衡、安全等造成非常大的沖擊。對于提前一天進(jìn)行風(fēng)電瞬變的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，從目前技術(shù)來看，還是有一定的難度的。
