國(guó)家氣候中心向洋：風(fēng)光資源精細(xì)化數(shù)值技術(shù)產(chǎn)品助力國(guó)家能源轉(zhuǎn)型

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

本屆大會(huì)以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題，將歷時(shí)四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時(shí)代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個(gè)分論壇。能見App全程直播本次大會(huì)。

10月17日上午，國(guó)家氣候中心向洋在“風(fēng)資源技術(shù)論壇上”發(fā)表了題目為《風(fēng)光資源精細(xì)化數(shù)值技術(shù)產(chǎn)品助力國(guó)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(lǐng)導(dǎo)專家，大家上午好！很高興參加本次會(huì)議，我非常榮幸做題為《風(fēng)光資源精細(xì)化數(shù)值技術(shù)產(chǎn)品助力國(guó)家能源轉(zhuǎn)型》報(bào)告。

黨的二十大報(bào)告指出，積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和，加快建設(shè)新型能源體系。中國(guó)氣象局響應(yīng)黨中央的號(hào)召，先后印發(fā)指導(dǎo)文件和計(jì)劃，國(guó)家氣候中心也成立氣候資源服務(wù)團(tuán)隊(duì)，展現(xiàn)氣候人應(yīng)對(duì)變化的擔(dān)當(dāng)。

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

介紹一下數(shù)據(jù)的情況，研發(fā)過程當(dāng)中使用變分同化技術(shù)與動(dòng)同化技術(shù)相結(jié)合，最大限度融合觀測(cè)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(guó)地面觀測(cè)資料，全球地面觀測(cè)太空、衛(wèi)星、雷達(dá)、船舶等資料。

此外，運(yùn)用首個(gè)太陽(yáng)能數(shù)值預(yù)報(bào)模型，該模型計(jì)算每一個(gè)表面輻射，可以對(duì)太陽(yáng)輻射進(jìn)行高頻輸出。也改變了太陽(yáng)能的位置計(jì)算方法，提高太陽(yáng)能計(jì)算精度，同時(shí)考慮氣溶膠輻射和云之間的反饋。

前后研制BCC3KM，包括風(fēng)向、風(fēng)公里密度等，時(shí)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(guó)大陸以及附近區(qū)域，以及“一帶一路”沿線主要國(guó)家，該數(shù)據(jù)集是國(guó)內(nèi)首套時(shí)間訓(xùn)練最長(zhǎng)、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(yán)格的檢驗(yàn)，與測(cè)風(fēng)塔進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)、海島站進(jìn)行檢驗(yàn)最終形成檢測(cè)報(bào)告，并通過專家評(píng)審。與400觀測(cè)塔的數(shù)據(jù)來看，在70高的風(fēng)速，相對(duì)偏差小于10%的站點(diǎn)，占總站點(diǎn)的比例達(dá)到77%，而100米處風(fēng)速偏差小于10%的占比，高達(dá)80%。

復(fù)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(fēng)速明顯優(yōu)于MERRA。經(jīng)過福建平臺(tái)檢驗(yàn)，精度優(yōu)于MERRA。

整體而言，BCC3km和MERRA對(duì)比，BCC3km年平均風(fēng)速與實(shí)測(cè)值更加接近。而merra2在四川、云南等地存在比較大的偏差，這個(gè)數(shù)據(jù)與中國(guó)近海的浮標(biāo)、氣象站對(duì)比檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，近9成的位置實(shí)測(cè)風(fēng)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(yáng)能可以提高模式對(duì)水平的精度，經(jīng)過全國(guó)62個(gè)太陽(yáng)能短波輻射的數(shù)據(jù)，通過模擬檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)誤差在135w每平方米。這一套數(shù)據(jù)可以應(yīng)用中國(guó)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(fēng)能資源選址和開發(fā)。

這套數(shù)據(jù)還可以虛擬測(cè)風(fēng)塔結(jié)合用于海上開發(fā)和風(fēng)電開發(fā)，基于BCC3km水平線輻射助力太陽(yáng)能集中開發(fā)和分散式開發(fā)?；诖藬?shù)據(jù)庫(kù)，研發(fā)陸上系統(tǒng)可以查閱關(guān)鍵參數(shù)，為企業(yè)提供一站式解決方案。還開發(fā)中國(guó)近海評(píng)估系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以查詢我國(guó)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(wù)。

面向未來，國(guó)家氣候中心制定相應(yīng)的能源開發(fā)利用戰(zhàn)略，著力構(gòu)建高分辨率海陸精細(xì)化平臺(tái)，新能源電力極端天氣預(yù)警平臺(tái)，以及中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)平臺(tái)，為新能源開發(fā)規(guī)劃，新能源調(diào)度提供精細(xì)化的服務(wù)保障。

衛(wèi)星資料長(zhǎng)序列氣候數(shù)據(jù)集，為了進(jìn)一步拓寬海上風(fēng)電開發(fā)的潛在區(qū)域，基于多元衛(wèi)星產(chǎn)品，利用中國(guó)近海浮標(biāo)數(shù)據(jù)開展多元衛(wèi)星定標(biāo)與融合算法研究，最終研發(fā)出多元衛(wèi)星長(zhǎng)序列海面風(fēng)產(chǎn)品，該空間分辨率為12.5公里，包含多實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品。從海面風(fēng)速產(chǎn)品與浮標(biāo)的對(duì)比，與海島站的對(duì)比來看數(shù)據(jù)可靠性高。可以作為中國(guó)近海風(fēng)資源分析，風(fēng)電資源分析統(tǒng)計(jì)重要參考數(shù)據(jù)，可以滿足發(fā)電企業(yè)和設(shè)備制造企業(yè)全球海上風(fēng)電分析需要。

此外，利用船舶觀測(cè)和衛(wèi)星大數(shù)據(jù)，計(jì)算網(wǎng)格點(diǎn)上的風(fēng)速，為海上風(fēng)電、科研、風(fēng)電機(jī)組提供可靠的數(shù)據(jù)。構(gòu)建海務(wù)、海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以為風(fēng)險(xiǎn)管理提供參考。

國(guó)家氣候中心基于傳播資料和持有平臺(tái)資料，構(gòu)建綜合服務(wù)系統(tǒng)，能夠?yàn)樘峁┲袊?guó)近海的海表面風(fēng)速，海浪、海冰的有效監(jiān)測(cè)，能夠?yàn)榛A(chǔ)設(shè)計(jì)，海洋牧場(chǎng)提供服務(wù)。

經(jīng)過我們近幾年的努力，國(guó)家氣候中心近百米的風(fēng)資源預(yù)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)，以及全球陸上高分辨率風(fēng)資源評(píng)估系統(tǒng)數(shù)據(jù)集即將面世敬請(qǐng)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）