编者按
落实中央要求，气象部门把大兴调查研究作为深入开展学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育的重要内容。面向风能、太阳能等可再生能源产业的服务，是气象部门服务我国能源结构低碳转型发展、助力国家生态文明建设和碳达峰碳中和的重点工作之一，展现了中国应对气候变化的气象担当。
近期，best365网页版登录官网应急减灾与公共服务司组织全国风光发电气象服务专家调研组（以下简称“调研组”），以“走出去”的方式，实地调研了河北、江苏、湖北、甘肃、新疆多家风电光伏发电企业（场站），寻求解决服务难点的突破点，凝练改进服务质量的思路举措，助力可再生能源产业在新赛道行稳致远。
聚焦风光发电功率预报、风光场站和电网安全运行
气象保障展开调研，加强和改进新能源产业气象服务——
无限“风光”气象点亮
甘肃酒泉的茫茫戈壁上，风机叶片随风转动，将大风变成点亮万家的电能；江苏滨海海岸沿线36公里外，一排排约百米高的海上“大风车”，在旋转中将电通过海底电缆输送至陆地；湖北随县绵延的山谷里，蓝色的光伏发电板整齐“列队”，将阳光化作电能……
一年前，国务院印发的《气象高质量发展纲要（2022—2035年）》明确提出，强化气候资源合理开发利用；今年的《政府工作报告》强调，加快建设新型能源体系。风能、太阳能作为新型能源，前景广阔。
曾经，高山、荒漠、草原、海上等从春刮到冬的风、晒得人睁不开眼睛的阳光，在气象与风电光伏电力企业的合作开发利用下，已成为推动我国能源结构转型、绿色发展以及应对气候变化、实现碳达峰碳中和的重要能源。
“算准”发电功率——
考核成本降低，经济效益增加
随着《发电厂并网运行管理实施细则》和《并网发电厂辅助服务管理实施细则》（以下简称“两个细则”）出台，风电、光伏等新能源发电企业作为并网主体被纳入考核范围，其中，功率预测准确率是场站和电网最关注的考核指标。
简单来说，功率预测就是将风、光等气象要素预报结论输入发电功率模型，计算风、光电场最终能发多少度电。电网调度部门根据预测结论形成生产调度计划，据此并网发电、输电，最终在电力市场完成交易。因此，无论是风电还是光伏电，其功率预测严重依赖气象预测准确率。
内蒙古某风电企业相关负责人介绍，该企业每天根据自治区气象局的风速风向、湿度等预报结论预估发电量后传给电网公司，由公司据此制定发电计划，决定是满发、部分发还是限制发。
“如果气象预测预报准确，企业‘两个细则’的考核成本大大降低；另一方面，发电量数据预估得越准，电力交易的收益就越高。”该负责人介绍。比如，气象部门预估风力可达10米/秒及以上，即可实现风力满发，在预估满发电量后，所有电量将全部挂出去交易。如果预测满发，而实际风力达不到条件，则因无法完成交易量而造成一定损失。
best365网页版登录官网公共气象服务中心高级工程师、调研组成员袁彬介绍，此次调研的省级气象服务中心均组建了专门的能源气象服务团队，并自主开发了部署于场站的风能、光伏发电功率预测系统。截至今年4月底，河北、江苏、湖北、甘肃、内蒙古等15个省级气象部门开展了面向场站的风光功率预报预测服务以及面向国家电网省级公司的气象服务，服务风光发电场站132个，主要开展风能、太阳能资源评估，风光电站发电功率预报、气象灾害预警，以及场站发电设备、输电线路气象安全保障等工作。
调研显示，气象预测发电功率准确率目前基本满足风电企业运行要求。其中，湖北能源气象团队研发的面向发电企业省级集控中心的集中式功率预测系统、面向省电网公司调度中心的集新能源发电功率区域级预测和用电负荷预测于一体的智能电力预测系统平台，不仅为省内5个风电场、4个光伏电站提供了功率预测服务，还为新疆、内蒙古、山西、甘肃等地气象部门提供了技术和系统支撑。
目前，湖北省风功率短中期预报每日更新2次，月均次日预报准确率达到83%及以上；超短期预报每15分钟更新一次，月均准确率达到用户要求。此外，甘肃短期功率预测、可用发电功率预测基本满足用户要求；河北光短期功率预测月均准确率87.2%，基本满足考核要求。
准确的预报、个性化的服务，在为风光电站降低考核成本的同时带来了可观的经济效益。2022年，华电华殷光伏直调电站在购买和使用湖北气象服务中心的光功率预测系统后，在当年的预报准确率考核中获得省电网公司奖励13万元。
4月18日，调研组在华电湖北随县殷店光伏电站调研湖北省气象局自主研发的光伏功率预测系统的应用情况。成驰 摄影
专注运行保障——
助力企业筑牢安全生产屏障
“如遇不利天气，会提前收到气象部门的预警信息，这为我们企业采取应对措施打出了提前量。”内蒙古某风电企业相关负责人说，所有风电设备均安装了防雷设施。
由于风电、光伏等发电项目大多处于偏远山区（顶）、旷野、戈壁、草原等区域，地形复杂、天气多变，直接影响电力设备的安全和发电效率。
“有时候，冻雨等天气会造成输电线路覆冰、大风会导致电线舞动等。一旦收到预警信息，必须安排技术人员加强巡视、及时应对，减少和避免输电线路的事故。”河北某电力公司输电运检中心负责人介绍。
基于此，部分省级气象部门开发了服务产品，有针对性地为风光发电站和电网公司提供预报预警产品，为筑牢安全生产第一道防线打下基础。
依托海上风电气象服务保障平台，国家电投江苏海上风电公司可实时获取未来7天天气预报，每小时获取风速、雾霾、浪涌等信息；气象部门会提前1至2天发布预报和预警，并及时通知海上风电公司、海事、渔政等及时调整作业。该公司发电部场站站长吴寿康表示，海上风电气象服务保障平台运行后效果良好，取得了不错的效益，这得益于近年来与江苏省气象服务中心的全面合作以及建立的区域预警沟通协调机制。
由于海上风电场址的特殊性，海上作业通常需要几天甚至更长的时间，其间可能遭遇不利天气或者洋流、潮水等影响。“作业往返、海上施工、设备维护等工作中的天气预报、预警服务特别重要，尤其是天气‘窗口期’的精准预报，可以为企业抢抓天气时机开展海上维护等作业提供重要支撑。”吴寿康介绍。
期待深入合作——
预报预警更精准，释放数据“红利”
2022年，《best365网页版登录官网提升气候资源保护利用能力的指导意见》和《风能太阳能资源气象业务能力提升行动计划（2021—2025年）》先后印发，明确到2025年全面提升风能太阳能监测精密、预报精准、服务精细能力。
袁彬介绍，此次实地调研的目的是总结经验、查找服务中存在的不足并推动解决问题；与省级气象服务中心、企业相关人员探讨，碰撞出更多气候资源开发利用的良策，更好服务我国能源结构低碳转型。
目前，气象部门对转折性天气的功率预测水平与企业的实际需求存在一定差距；风光数值预报模式与欧洲数值预报模式相比，时间和空间分辨率也有待提高。在预报时效方面，相关企业希望高温、山火风险、电线和风机覆冰、台风、暴雪等天气能提前3天以上得到预报信息；对于局地性较强的灾害，如强对流、雷电、山洪和地质灾害等，则希望提前1天以上获取风险预报，提前2小时至6小时获得预警信息，以便留出足够的时间采取措施应对。此外，在空间分辨率方面，由于新能源场站和输电线路设施等通常布设在山脊、海上等偏僻位置，均需要精细化到线路和场站所在位置的预警信息。
海上风电产业发展迅猛、前景广阔，但实际操作面临诸多困难。江苏某海上风电公司相关负责人表示，海上风电非常依赖气象服务，项目在选址、核准阶段，企业需要了解所选地址的历史气象数据，而这又是目前最缺乏的资料。
下一步，海上风电项目需要向深海远海拓展，这其中风力风速、潮汐等数据缺乏，也会影响项目建设、规划以及宏观微观选址。此外，由于风电场位置偏远等原因，气象站建设极为困难，因此也造成气象数据稀缺、代表性不足等问题。相关风电企业建议，增加风电场观测资料，为提高预报准确率提供数据支撑。
针对目前气象服务与新能源产业实际需求之间的差距，调研组建议，发挥气象部门科技优势，加强复杂地形、转折性天气数值预报核心技术攻关，进一步提高预报准确率；通过搭建国省协同的业务系统，逐步实现产品检验评估和“一场一策”服务，采用“赛马制”为能源企业提供优质的发电场站气象预报服务。同时，加强与相关部门、风光伏企业的技术开发和应用合作，共同推进风光伏能源产业发展。（简菊芳 刘蕊）
研发全国首个海上风电智能气象服务系统
江苏：打造海上“大风车”强劲引擎
5月29日，尽管江苏省盐城市多地出现降水过程，但在滨海县国家电投集团江苏海上风力发电有限公司H3风电场，一排排百米高的海上“大风车”仍在不停转动着，温度、湿度、风速、气压等气象要素实时显示在场内升压站。
江苏省海上风电资源占全国的60%，累计装机容量达1182.3万千瓦，占全国的46.5%，同时还是国家规划的大型清洁能源基地，并且正持续建造“海上三峡基地”。
发展海上风电产业，选址、天气窗口期预报、风功率预测和人船管理等环节都离不开气象服务保障。为保障生产安全、提高建设效率，江苏省气象部门重点开展了大风、海浪、海雾、台风、强对流等天气对海上风电场的影响机理及预报方法研究，并与服务单位一同开展海洋气象观测仪器的研制开发、海上风电场观测方法的研究应用。
此次调研，是江苏气象部门持续做好海上风电服务工作的一环。自2017年开展海上风电气象服务以来，气象专家曾多次前往风电场、风电企业现场开展调研，了解海上风电开发、利用对气象的服务需求，进一步完善合作机制、提高服务质量和水平，并建立了完善的江苏海上风电气象服务工作机制，覆盖海上风电场选址、规划、建设、运行、入网全周期。
江苏海上风电气象服务保障平台。江苏省气象局供图
江苏省气象服务中心能源气象科副科长王博妮介绍，针对强对流、海雾、大风以及热带气旋等高影响天气，气象部门利用机器学习多种算法，基于卫星遥感以及雷达资料，结合测风塔数据、升压站自动观测资料等，研发了海上风电高影响天气预报预警技术，可提前预报预警灾害影响时间、范围、发展趋势，为海上风电设备运转、资源调度提供参考依据。
另外，气象部门还打造了全国首个海上风电智能气象服务系统，可推送并展示风电场周边升压站自动观测站、雷达回波、沿海自动站等观测数据和气象、海洋逐小时预报产品及高影响天气预报预警产品等。基于此，海上风电企业可及时了解当前天气、海况以及未来天气，便于工作安排和开展。
此次实地调研，气象专家获悉，海上风电企业正将目光投向深远海领域。对此，气象部门正加大海上风电气象水文监测站网建设力度，进一步填补深远海范围气象、水文观测的空白，提升海雾、大风等灾害性天气的监测预警能力。
“省气象部门还将研发适用于深远海领域的数值模式预报系统，重点关注更高高度、更远距离的海上风电气象要素预报，并在风功率预报方面开展研究。”王博妮补充道。（陈晓颖）
梳理合作服务清单，破解技术难题
甘肃：“碳”路新能源 服务风光电
预计到2023年底，甘肃省风电、光伏装机总量可达5000万千瓦，2025年底可达8000万千瓦；4条特高压直流输电线路横贯东西，19条省际750千伏线路与陕青宁新四省区相连，新能源电力外送至21个省区市。风和光伏能源丰富的甘肃省，截至2022年底，新能源装机总量已超过3400万千瓦……这是近期全国风光发电气象服务专家调研组在甘肃调研时了解到的。
甘肃省气象局高度重视新能源气象服务工作，并充分发挥部门优势，在需求端、供给端、管理端不断探索，先后开发了光电功率预测系统、风电功率预测系统以及新能源气象服务业务平台，建立了以“两系统一平台”为支撑的风能、太阳能气象服务业务，开展了风光电功率预测、风能太阳能资源评估与预测、高影响天气服务保障与灾害天气预警等多项新能源气象服务业务。
以新能源气象服务创新团队、西北区域数值预报创新团队两个省级创新团队为基础，依托best365网页版登录官网指导产品CMA-WSP，甘肃省气象局开发了“绿海”区域模式、智能网格、Grapes_3km等多种数值模式预报产品，为全省新能源产业发展提供了强大的支撑。
近年来，随着新能源开发规模不断扩大，甘肃省新能源气象服务和支撑能力有待于加强，尤其是核心科技支撑能力、气象服务产品业务应用、气象服务基础建设及气象服务协同创新机制等方面任重道远。
对此，甘肃省气象部门多次组织专家到国家电网甘肃省电力公司调研、沟通，梳理了包括新能源功率预测、水电调度、电网安全、灾害性天气预报预警、资源评估等在内的合作服务清单。
下一步，甘肃省气象部门将按照相关要求，确立高影响天气服务保障工作方向，并不断提高区域数值模式预报产品的精细化水平，破解技术难题，将功率预测模型融入国网甘肃省电力公司新能源数字化平台中，更好地服务全省新能源产业高质量发展。（于仕琪 刘抗 张文波）
依托科技项目，开发完善新能源精细化气象服务产品
内蒙古：“风电三峡”气象支撑
5月25日，内蒙古自治区气象服务中心新能源气象服务团队到光伏电场开展需求调研，为加强新能源产业服务能力奠定基础。近年来，内蒙古气象部门推进风能、太阳能数值模式及释用技术研究、产品研发，为全区385家风电场和355家光伏电站稳定运行提供气象保障，取得良好的经济社会效益。
结合风电光伏发电需求，内蒙古气象部门引进NCAR四维同化、预报结果优化和集合预报等先进技术，形成了业务快速更新、系统集约高效、产品更趋精细化的RE-WPPS风能集合预报业务。依托科技项目，先后开展了基于相似卡尔曼滤波的短期风速预报订正技术研究与应用、基于智能网格的风能中期预报技术研究及应用、基于气候预测模式的新能源长期预报技术研究与应用，研制了短期风速预报订正、未来10天逐时精细化预报、未来50天逐日风电光伏发电预报产品。
调研过程中，相关风电场负责人表示，风光发电受天气影响很大，风功率预测的准确率极为重要。
对此，内蒙古气象部门建立并逐步完善了基于MM5、WRF等多种中尺度数值预报模式的风能数值预报系统；2021年开展了CMA-Meso模式本地化风能预报释用，预报能力明显优于WRF，有利于>20米/秒风速段的预报能力提升；开展了风电场集合概率匹配校准、时间降尺度和多模式融合，形成风机轮毂高度风速融合预报产品；开展了FY-4A地表入射太阳辐射偏差订正方法研究并投入业务，有效强化太阳辐射数值模式预报效果。一系列研究成果的业务化应用，进一步完善了内蒙古新能源气象业务支撑体系。
为进一步提升新能源气象服务效益，2021年，自治区气象部门与内蒙古科技大学、内蒙古中节能能源公司合作，依托地方自然基金和企业科技项目，开展“多元数据融合的风电场风功率智能预测关键技术研究与应用”工作，推进风功率预报技术算法本地化优化研究，在乌兰察布市中节能聚隆风电场和通辽市夏营地风电场投入业务试用，取得了良好应用效果。
气象服务中心高级工程师冯震介绍，下一步，内蒙古气象部门将开展新能源气象服务网络客户端建设，届时，将形成“电力光纤专线”和“网络客户端”两种互备的服务渠道，为新能源发电企业及时并网消纳提供支撑。（高菲）
（责任编辑：张林）
