風電發(fā)展氣象先行 從資源詳查到功率預(yù)報

　　從風車磨坊到帆船，再到風力發(fā)電，幾千年來，作為動力的來源，風一直為人類所用。在如今氣候變暖的大背景下，保護環(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，風力發(fā)電恰逢其時，成為世界上增長最快的發(fā)電方式。
　　風電的發(fā)展理所當然地受到氣象部門的關(guān)注，從風能資源詳查到發(fā)電功率預(yù)報，氣象部門盡己所能，為我國風電事業(yè)做出貢獻。
　　風能評估：開發(fā)的前提
　　開采石油，需要先行勘探，風雖然無處不在，但卻不是每一個地方都適于發(fā)電。為了避免盲目開發(fā)，我們需要事先進行評估。
　　2015年1月28日，中國氣象局風能太陽能資源中心公布《全國風能資源詳查和評價報告》，得到了全國各地各高度層上不同等級的風能資源圖譜和技術(shù)可開發(fā)量。這一成果為全國風電開發(fā)的規(guī)劃和風電場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風能資源開展普查和詳查。如何評估風能資源的位置、區(qū)域范圍和儲量？積累了無數(shù)氣象觀測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資料，也包括測風塔的觀測資料。技術(shù)人員剔除周圍建筑物等無關(guān)因素的影響，訂正觀測資料，根據(jù)地形地表條件計算風速，再基于風速計算出風功率的分布。
　　觀測站提供了地面表層10米高的數(shù)據(jù)，但風機輪轂往往位于50米以上的空中，于是氣象部門建成了由400座測風塔組成的全國風能資源觀測網(wǎng)，利用測風塔觀測風場情況，以得出更為真實有效的數(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，還原出整個風場的情況，進一步提升風能資源評估的精確度。
　　這樣一來，利用氣象部門得出的風能資源分布情況，風電行業(yè)的開發(fā)商們就可以放心大膽地投資、建設(shè)風機了。
　　風電功率預(yù)報：提高穩(wěn)定性　　
　　這些年來，風能資源評估不斷進行，風電開發(fā)也是節(jié)節(jié)走高。不過，發(fā)展的同時也面臨著困難。
　　電力是一種特殊的能源，石油、煤炭可以大量囤積，而電網(wǎng)則需要供需的動態(tài)平衡，需要高度的穩(wěn)定性，這就對風電的利用提出了挑戰(zhàn)。
　　風是任性的，它的速度時刻在發(fā)生變化，這就導(dǎo)致它的輸出并不完全穩(wěn)定。中國氣象局風能太陽能資源中心副主任楊振斌介紹，“風電具有隨機性、間歇性、波動性特點，而電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行要求電源出力穩(wěn)定、可控，如果局部電網(wǎng)100份電力當中只有1份是風電，那風電對電網(wǎng)的影響是微不足道的，但是100份里頭有20份風電的話，一旦天氣在較短的時間內(nèi)由大風轉(zhuǎn)為小風、甚至靜風，而其他的電源又無法在相應(yīng)的時間內(nèi)補充上來，就給電網(wǎng)穩(wěn)定運行帶來困難，會影響電力系統(tǒng)的安全性。”
　　這樣的特性導(dǎo)致風電難以被電網(wǎng)大量接納，進而導(dǎo)致棄風（指風機雖已裝機卻未用于發(fā)電）問題，而解決這一問題還需要風電功率預(yù)報來幫忙。
　　風電功率預(yù)報能夠提高風電的可預(yù)見性，電網(wǎng)可以明確區(qū)域內(nèi)風電發(fā)電預(yù)期，從而科學制定發(fā)電計劃，進行電力調(diào)度。而風電場開發(fā)企業(yè)也可以利用風電預(yù)報選擇風力較小的天氣合理安排風電機組設(shè)備的檢修，盡可能減少因風電機組檢修無法發(fā)電帶來的發(fā)電量損失。
　　風電棄風抵消增長的隱憂
　　張博庭
　　清潔、環(huán)保、綠色，這是加諸風力發(fā)電之上的美好光環(huán)。如今，我國風電行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，裝機容量不斷提升。2014年，其投資規(guī)模首度超越了火電。不過，在風電繁榮的表象下，我們應(yīng)當注意到產(chǎn)能過剩的隱憂：許多風機吊裝完成后，并沒有發(fā)揮它的產(chǎn)能，而是迫于市場現(xiàn)狀，不得不停止轉(zhuǎn)動。
　　截至2014年年底，我國并網(wǎng)風電裝機容量為9637萬千瓦，占全球風電裝機的四分之一，風電發(fā)電量達到1534億千瓦時。中國風能協(xié)會日前公布了2014年的風機吊裝容量成績單：新增風電出廠吊裝容量2335.05萬千瓦，較2013年增長45.1%，創(chuàng)歷史新高。
　　與上述“增長”數(shù)據(jù)相比，我國風電的利用小時數(shù)卻在大幅下降。2014年我國并網(wǎng)風電設(shè)備平均利用小時1893小時，同比減少181小時，黑龍江、吉林、遼寧以及甘肅等地風電平均利用小時均低于1900小時盈虧平衡點，其中吉林僅為1501小時。2014年我國棄風率達到8%。遠超5%的合理區(qū)間。