從“看天吃飯”到“知天而作”新能源急盼專業氣象服務

以風電光伏為主體的新能源如何擺脫看天吃飯的困境，事關國家電力安全極端天氣往往不同程度地威脅新能源的發電出力和設備安全如果能在專業場景下提供精準的天氣預報服務，將是新能源健康發展的一大福音

可是現實情況是，這項服務看似剛需，但對于很多新能源行業公司來說，并不是那么容易獲得的:如果僅僅依靠國家氣象部門的預報，精度遠遠不能滿足行業需求，如果組建自己的數據分析團隊，這個大概率不太劃算，如果購買專業的商業氣象服務，國內市場起步較晚，缺乏高水平的預報服務，而國外公司由于國內缺乏地面觀測數據，處于天然劣勢。

多位新能源和氣象從業者在接受第一財經采訪時表示，伴隨著新能源在電力系統中的比重越來越大，氣象服務跟上也越來越迫切一方面，國家氣象部門要根據之前的相關政策，加大觀測預報的投入，逐步擴大氣象數據對公眾和商業部門的開放另一方面，支持和鼓勵相關企業提高專業氣象服務水平和能力，避免低水平重復建設和惡性競爭，促進更多平臺之間的互聯互通

天氣預報說有風

宋麗莉，中國氣象科學研究院二級研究員，中國氣象局風能太陽能中心專家指導委員會副主任，長期從事氣候資源，工程氣象研究和技術咨詢工作在她看來，一個耐人尋味的細節是，風的地位正在從眾多氣象要素中逐漸上升，受到了前所未有的重視

一直以來，全世界95%以上的氣象科學研究都集中在溫度和降水的研究上，專門針對風的研究很少最近幾年來，越來越多的學者和專業機構關注風的研究告訴宋麗莉第一財經記者，這在一定程度上反映了最近幾年來精細化，專業化氣象服務的發展和進步與人們普遍關注的溫度和降水不同，風恰恰是新能源領域最為關注的氣象要素

宋麗莉介紹，人們通常所說的氣象服務可以理解為兩種類型一類是面向公眾的氣象服務，主要由政府出資，目的是防災減災得益于制度的優越性，中國處于國際領先水平二是在經濟生活中，特定場景下的專業化氣象服務，如能源，農業等，在中國還處于發展中國家水平這其中，很大一個原因是我國氣象部門的服務以公益性為主，很難同時滿足市場各方面的需求因此，最近幾年來出現了許多市場化的氣象服務公司，一些發電企業，電網等市場主體也準備了氣象服務專職隊伍，但仍不足以支撐發展需求

為什么專業氣象服務的呼聲在新能源領域特別高。

金風科技首席氣象工程師董海平對第一財經表示，風機設備本身的發展，電力系統預測要求的提高，風電項目選址的擴大以及海外投資需求是支撐其發展的四個重要原因。

首先，伴隨著高塔大容量，大葉輪機組的發展，對機組越來越大的掃風面積下風特性變化的應變能力提出了更高的要求比如上下葉尖高度差超過數百米的風速風向變化都會影響機組的穩定性，因此需要對風參數的研究提出更精確的要求

其次，以新能源為主體的新電力系統對電力調控的穩定性提出了挑戰，也對并網風電場日發電量的風電功率預測精度提出了更高的要求目前，氣象預報結果和實際應用中還存在精度偏差大，時空分辨率不夠，缺乏多資料耦合等問題如何精準高效地推送氣象服務，是從業者必須面對的挑戰

與此同時，伴隨著可利用的土地資源越來越寶貴，風力發電行業正朝著海洋和氣候條件更加惡劣和復雜的內陸環境發展目前深海氣象觀測數據少，觀測成本和難度高與陸上風電相比，海上風電工程建設和運維對天氣預報的要求更高，需要綜合考慮大風窗口期，航行等多重限制因素，提高預報的準確性和時效性此外，海上風電還面臨海冰，巨浪，風暴潮等海洋災害，這也對資源評估，預測和預警提出了新的挑戰無論是高海拔高寒的復雜山地，還是高溫干旱的沙漠腹地，都對氣象服務保障提出了更高的要求

事實上，類似的專業氣象需求不僅發生在風電行業，光伏，電網等市場主體也有預期。

極端天氣一直是我們關注的問題項目中很多光伏電站靠近沿海地區，甚至架設在灘涂上當初就是看中了這些地方的優勢，靠近負荷中心，可利用土地面積大，日照時間長但每年的臺風登陸或其他極端天氣都會對光伏設備的出力和安全造成潛在威脅浙江某新能源國企項目負責人告訴第一財經記者

該負責人介紹，以臺風天氣為例，當地光伏支架設計的最大風阻基本在13級左右項目建成后，去年幾次臺風都沒有正面登陸，廠站附近風力11級左右，幾乎沒有影響設計風速是在實驗室的靜態環境下模擬的，很多因素實際上可能會干擾和變化，所以我們無法完全確定

金風科技和遠景智能是風電制造行業的兩家龍頭企業，也是為數不多的自主研發專業氣象服務并對外提供服務的新能源企業。

遠景智能新能源發電預測產品總監楊輝對《第一財經日報》表示，雖然專業的氣象服務能給新能源企業帶來實實在在的收益，看似是一筆雙贏的生意，但在發展過程中也面臨諸多挑戰。

準確是新能源產業對氣象服務的根本要求楊輝表示，國家氣象部門的公眾觀測預報數據主要是面向公眾服務的，對垂直行業的氣象服務需求關注度不高對于風電企業來說，風力影響發電的范圍主要是3m/s到10m/s，3m/s以下的風機幾乎不發電，10m/s以上的風機基本滿負荷目前市場上氣象服務的平均風力誤差為2m/s，由于風力和風速都是立方的，2m/s的風速誤差可能會造成風力50%甚至100%的巨大偏差

根據楊輝的分析，要提高風速預測的時空分辨率的精細化和預測的準確性，基本上可以回歸到三個能力:一是大量的觀測數據，二是超算能力，三是氣象和算法模型其中，觀測數據可能是最難獲得的，也是最昂貴的一種

氣象資料可分為觀測資料和預報資料，前者是后者的基礎通常這些數據一部分來自國家氣象部門和國際氣候機構的公開數據，一部分來自商業氣象服務公司的付費數據，另一部分來自企業自身的觀測數據楊輝表示，對于依賴太陽輻射資源的光伏行業，由于日出日落時間相對固定，發電曲線特征明顯，預測難度相對較小可是，風力發電的影響因素紛繁復雜，受地面地形，地貌和環境特征等因素的影響，所以我們需要豐富的觀測數據來得到更準確的預測

高額的投入和不確定的回報，使得既準確又劃算的大范圍專業氣象服務難以實現好在更多的機構已經付諸實踐，用行動回答了這個問題

對此，宋麗莉建議，一方面，專業氣象服務領域需要培養典型的跨學科人才目前，既要有專業的氣象背景，比如大氣流體力學和熱力學的特性，又要對應用場景有深入的了解，比如風力發電機組的動態響應特性，這是極其稀缺的

另一方面，應加強氣象部門與企業平臺的互聯合作國家氣象事業和修橋修路一樣，屬于基礎設施建設，而發電企業本身有安裝氣象監測設備的剛性要求，不能完全依賴一方空中的氣象衛星才能看得見，地面的氣象觀測才能準兩者可以互補實現遠不止1+1gt，2的效果

如果一直停留在低水平，粗糙的管理，也許這項工作就不需要這么大的投入了但如果在安全的條件下追求更高的效率，該停的時候就停，該送的時候就送，不采取過度防御，那么我們的氣象服務工作還有很大的探索空間宋麗莉說