風(fēng)電發(fā)展氣象先行 從資源詳查到功率預(yù)報(bào)

　　從風(fēng)車磨坊到帆船，再到風(fēng)力發(fā)電，幾千年來(lái)，作為動(dòng)力的來(lái)源，風(fēng)一直為人類所用。在如今氣候變暖的大背景下，保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排更成為全世界的共同訴求。作為一種清潔能源，風(fēng)力發(fā)電恰逢其時(shí)，成為世界上增長(zhǎng)最快的發(fā)電方式。
　　風(fēng)電的發(fā)展理所當(dāng)然地受到氣象部門的關(guān)注，從風(fēng)能資源詳查到發(fā)電功率預(yù)報(bào)，氣象部門盡己所能，為我國(guó)風(fēng)電事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
　　風(fēng)能評(píng)估：開(kāi)發(fā)的前提
　　開(kāi)采石油，需要先行勘探，風(fēng)雖然無(wú)處不在，但卻不是每一個(gè)地方都適于發(fā)電。為了避免盲目開(kāi)發(fā)，我們需要事先進(jìn)行評(píng)估。
　　2015年1月28日，中國(guó)氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能資源中心公布《全國(guó)風(fēng)能資源詳查和評(píng)價(jià)報(bào)告》，得到了全國(guó)各地各高度層上不同等級(jí)的風(fēng)能資源圖譜和技術(shù)可開(kāi)發(fā)量。這一成果為全國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)的規(guī)劃和風(fēng)電場(chǎng)選址提供了重要的基礎(chǔ)依據(jù)。
　　在此之前，氣象部門已多次針對(duì)風(fēng)能資源開(kāi)展普查和詳查。如何評(píng)估風(fēng)能資源的位置、區(qū)域范圍和儲(chǔ)量？積累了無(wú)數(shù)氣象觀測(cè)資料的氣象部門有自己的絕招。
　　第一招叫做資料分析，這包括氣象站的歷史觀測(cè)資料，也包括測(cè)風(fēng)塔的觀測(cè)資料。技術(shù)人員剔除周圍建筑物等無(wú)關(guān)因素的影響，訂正觀測(cè)資料，根據(jù)地形地表?xiàng)l件計(jì)算風(fēng)速，再基于風(fēng)速計(jì)算出風(fēng)功率的分布。
　　觀測(cè)站提供了地面表層10米高的數(shù)據(jù)，但風(fēng)機(jī)輪轂往往位于50米以上的空中，于是氣象部門建成了由400座測(cè)風(fēng)塔組成的全國(guó)風(fēng)能資源觀測(cè)網(wǎng)，利用測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)風(fēng)場(chǎng)情況，以得出更為真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。
　　第二招叫做數(shù)值模擬，和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的原理相同，氣象部門將數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)值模擬系統(tǒng)中，還原出整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的情況，進(jìn)一步提升風(fēng)能資源評(píng)估的精確度。
　　這樣一來(lái)，利用氣象部門得出的風(fēng)能資源分布情況，風(fēng)電行業(yè)的開(kāi)發(fā)商們就可以放心大膽地投資、建設(shè)風(fēng)機(jī)了。
　　風(fēng)電功率預(yù)報(bào)：提高穩(wěn)定性　　
　　這些年來(lái)，風(fēng)能資源評(píng)估不斷進(jìn)行，風(fēng)電開(kāi)發(fā)也是節(jié)節(jié)走高。不過(guò)，發(fā)展的同時(shí)也面臨著困難。
　　電力是一種特殊的能源，石油、煤炭可以大量囤積，而電網(wǎng)則需要供需的動(dòng)態(tài)平衡，需要高度的穩(wěn)定性，這就對(duì)風(fēng)電的利用提出了挑戰(zhàn)。
　　風(fēng)是任性的，它的速度時(shí)刻在發(fā)生變化，這就導(dǎo)致它的輸出并不完全穩(wěn)定。中國(guó)氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能資源中心副主任楊振斌介紹，“風(fēng)電具有隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性特點(diǎn)，而電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求電源出力穩(wěn)定、可控，如果局部電網(wǎng)100份電力當(dāng)中只有1份是風(fēng)電，那風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的影響是微不足道的，但是100份里頭有20份風(fēng)電的話，一旦天氣在較短的時(shí)間內(nèi)由大風(fēng)轉(zhuǎn)為小風(fēng)、甚至靜風(fēng)，而其他的電源又無(wú)法在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充上來(lái)，就給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)困難，會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全性。”
　　這樣的特性導(dǎo)致風(fēng)電難以被電網(wǎng)大量接納，進(jìn)而導(dǎo)致棄風(fēng)（指風(fēng)機(jī)雖已裝機(jī)卻未用于發(fā)電）問(wèn)題，而解決這一問(wèn)題還需要風(fēng)電功率預(yù)報(bào)來(lái)幫忙。
　　風(fēng)電功率預(yù)報(bào)能夠提高風(fēng)電的可預(yù)見(jiàn)性，電網(wǎng)可以明確區(qū)域內(nèi)風(fēng)電發(fā)電預(yù)期，從而科學(xué)制定發(fā)電計(jì)劃，進(jìn)行電力調(diào)度。而風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)企業(yè)也可以利用風(fēng)電預(yù)報(bào)選擇風(fēng)力較小的天氣合理安排風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的檢修，盡可能減少因風(fēng)電機(jī)組檢修無(wú)法發(fā)電帶來(lái)的發(fā)電量損失。
　　風(fēng)電棄風(fēng)抵消增長(zhǎng)的隱憂
　　張博庭
　　清潔、環(huán)保、綠色，這是加諸風(fēng)力發(fā)電之上的美好光環(huán)。如今，我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，裝機(jī)容量不斷提升。2014年，其投資規(guī)模首度超越了火電。不過(guò)，在風(fēng)電繁榮的表象下，我們應(yīng)當(dāng)注意到產(chǎn)能過(guò)剩的隱憂：許多風(fēng)機(jī)吊裝完成后，并沒(méi)有發(fā)揮它的產(chǎn)能，而是迫于市場(chǎng)現(xiàn)狀，不得不停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
　　截至2014年年底，我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量為9637萬(wàn)千瓦，占全球風(fēng)電裝機(jī)的四分之一，風(fēng)電發(fā)電量達(dá)到1534億千瓦時(shí)。中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)日前公布了2014年的風(fēng)機(jī)吊裝容量成績(jī)單：新增風(fēng)電出廠吊裝容量2335.05萬(wàn)千瓦，較2013年增長(zhǎng)45.1%，創(chuàng)歷史新高。
　　與上述“增長(zhǎng)”數(shù)據(jù)相比，我國(guó)風(fēng)電的利用小時(shí)數(shù)卻在大幅下降。2014年我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電設(shè)備平均利用小時(shí)1893小時(shí)，同比減少181小時(shí)，黑龍江、吉林、遼寧以及甘肅等地風(fēng)電平均利用小時(shí)均低于1900小時(shí)盈虧平衡點(diǎn)，其中吉林僅為1501小時(shí)。2014年我國(guó)棄風(fēng)率達(dá)到8%。遠(yuǎn)超5%的合理區(qū)間。