國家氣候中心向洋：風光資源精細化數(shù)值技術(shù)產(chǎn)品助力國家能源轉(zhuǎn)型

2023年10月16日-20日，2023北京國際風能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關于“全球風電產(chǎn)業(yè)布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術(shù)發(fā)展前景”“國際風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

10月17日上午，國家氣候中心向洋在“風資源技術(shù)論壇上”發(fā)表了題目為《風光資源精細化數(shù)值技術(shù)產(chǎn)品助力國家能源轉(zhuǎn)型》的主旨發(fā)言。

以下為演講全文：

尊敬的各位領導專家，大家上午好！很高興參加本次會議，我非常榮幸做題為《風光資源精細化數(shù)值技術(shù)產(chǎn)品助力國家能源轉(zhuǎn)型》報告。

黨的二十大報告指出，積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和，加快建設新型能源體系。中國氣象局響應黨中央的號召，先后印發(fā)指導文件和計劃，國家氣候中心也成立氣候資源服務團隊，展現(xiàn)氣候人應對變化的擔當。

當前，風光資源技術(shù)服務體系主要代表有wrf、merra2、中尺度等技術(shù)路線。我國自上世紀80年代以來，先后開展5次風能資源的普查工作，第五次普查工作開始于2007年，清華大學在無錫研發(fā)中國風能大數(shù)據(jù)。

介紹一下數(shù)據(jù)的情況，研發(fā)過程當中使用變分同化技術(shù)與動同化技術(shù)相結(jié)合，最大限度融合觀測數(shù)量，同化技術(shù)可以利用分鐘資料，使用的資料包括中國地面觀測資料，全球地面觀測太空、衛(wèi)星、雷達、船舶等資料。

此外，運用首個太陽能數(shù)值預報模型，該模型計算每一個表面輻射，可以對太陽輻射進行高頻輸出。也改變了太陽能的位置計算方法，提高太陽能計算精度，同時考慮氣溶膠輻射和云之間的反饋。

前后研制BCC3KM，包括風向、風公里密度等，時間范圍是1995年-2016年受供電企業(yè)朋友的要求，現(xiàn)在已經(jīng)延續(xù)到2022年。分辨率為3公里，垂直分辨率為10米，空間覆蓋中國大陸以及附近區(qū)域，以及“一帶一路”沿線主要國家，該數(shù)據(jù)集是國內(nèi)首套時間訓練最長、覆蓋度最廣的數(shù)字融合產(chǎn)品。

氣候中心數(shù)據(jù)經(jīng)過嚴格的檢驗，與測風塔進行對比檢驗、海島站進行檢驗最終形成檢測報告，并通過專家評審。與400觀測塔的數(shù)據(jù)來看，在70高的風速，相對偏差小于10%的站點，占總站點的比例達到77%，而100米處風速偏差小于10%的占比，高達80%。

復雜地形區(qū)域與主流的產(chǎn)品比較，在云南、新疆占比，50米處BBC風速明顯優(yōu)于MERRA。經(jīng)過福建平臺檢驗，精度優(yōu)于MERRA。

整體而言，BCC3km和MERRA對比，BCC3km年平均風速與實測值更加接近。而merra2在四川、云南等地存在比較大的偏差，這個數(shù)據(jù)與中國近海的浮標、氣象站對比檢驗發(fā)現(xiàn)，近9成的位置實測風速與再分析的系數(shù)超過0.5，其中近一半超過0.7。

此外，太陽能可以提高模式對水平的精度，經(jīng)過全國62個太陽能短波輻射的數(shù)據(jù)，通過模擬檢驗，發(fā)現(xiàn)誤差在135w每平方米。這一套數(shù)據(jù)可以應用中國近海的功能普查，宏觀選址和開發(fā)，也可以利用“一帶一路”沿線和風能資源選址和開發(fā)。

這套數(shù)據(jù)還可以虛擬測風塔結(jié)合用于海上開發(fā)和風電開發(fā)，基于BCC3km水平線輻射助力太陽能集中開發(fā)和分散式開發(fā)。基于此數(shù)據(jù)庫，研發(fā)陸上系統(tǒng)可以查閱關鍵參數(shù)，為企業(yè)提供一站式解決方案。還開發(fā)中國近海評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以查詢我國海域任意區(qū)域的參數(shù)，目前該系統(tǒng)已向多家企業(yè)提供技術(shù)支持服務。

面向未來，國家氣候中心制定相應的能源開發(fā)利用戰(zhàn)略，著力構(gòu)建高分辨率海陸精細化平臺，新能源電力極端天氣預警平臺，以及中長期預測平臺，為新能源開發(fā)規(guī)劃，新能源調(diào)度提供精細化的服務保障。

衛(wèi)星資料長序列氣候數(shù)據(jù)集，為了進一步拓寬海上風電開發(fā)的潛在區(qū)域，基于多元衛(wèi)星產(chǎn)品，利用中國近海浮標數(shù)據(jù)開展多元衛(wèi)星定標與融合算法研究，最終研發(fā)出多元衛(wèi)星長序列海面風產(chǎn)品，該空間分辨率為12.5公里，包含多實驗產(chǎn)品。從海面風速產(chǎn)品與浮標的對比，與海島站的對比來看數(shù)據(jù)可靠性高。可以作為中國近海風資源分析，風電資源分析統(tǒng)計重要參考數(shù)據(jù)，可以滿足發(fā)電企業(yè)和設備制造企業(yè)全球海上風電分析需要。

此外，利用船舶觀測和衛(wèi)星大數(shù)據(jù)，計算網(wǎng)格點上的風速，為海上風電、科研、風電機組提供可靠的數(shù)據(jù)。構(gòu)建海務、海冰監(jiān)測系統(tǒng)，可以為風險管理提供參考。

國家氣候中心基于傳播資料和持有平臺資料，構(gòu)建綜合服務系統(tǒng)，能夠為提供中國近海的海表面風速，海浪、海冰的有效監(jiān)測，能夠為基礎設計，海洋牧場提供服務。

經(jīng)過我們近幾年的努力，國家氣候中心近百米的風資源預測評估系統(tǒng)，以及全球陸上高分辨率風資源評估系統(tǒng)數(shù)據(jù)集即將面世敬請期待，謝謝大家的聆聽。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）