导读

在能源紧缺和气候变化的背景下,各国日益重视风能资源开发利用,我国也不例外。本期栏目带您走进中国天气网和腾讯绿色联合专访——《风电插上气象的翅膀》,主持人将与两位气象专家一起,为我们深度解析风能资源在开发利用的现状、问题和前景。

精彩观点

“准确的预测可以为风电发电的企业减少因为发电量的波动或者是预测得不准确性而造成的经济损失。”
“评估表明,我国每个省都有可开发的风能。这为即将开始实施的分散式经营风能资源提供了依据。”

本期专家

中国气象局风能太阳能资源评估中心副主任 杨振斌
中国气象局风能太阳能资源评估中心首席专家 朱蓉
中国气象局风能太阳能资源评估中心专家 赵东(微访谈)

访谈实录

开展风能预报服务业务的意义何在?

主持人:近年来为了提高气候资源的利用,加强气候资源工作,中国气象局成立了风能太阳能资源评估中心,组织开展了大量的研究,也取得了一定的研究成果。最近针对国家风电产业发展需求,建立了风能预报的服务业务。

今天我们特别邀请中国气象局风能太阳能资源评估中心、中国气象局公共气象服务中心资源环境室副主任杨振斌,中国气象局风能太阳能资源评估中心首席专家、中国气象局公共气象服务资源中心资源环境室首席研究员朱蓉一起,与大家探讨风能开发利用的相关问题。

在我国,风电功率预报预测是一个新的课题和任务,许多人对此还不是很了解。杨老师,请您简单介绍一下这个业务?

开展风能预报服务业务的意义何在?

杨振斌:风能预报主要是对未来一段时间供电厂的发电量做一个预报,比方说第二天24小时或者是72小时发电量的情况,便于做后续的工作。

主持人:开展这个业务的意义何在?

杨振斌:风电的开发主要是利用风能资源,是跟风相关的,风本身是有一定波动性的,风能资源虽然是一种新能源,清洁的可再生能源,但是它有一定的波动性,决定了它的电量也是有一定的波动性,有的时候高,有的时候有,有的时候没有,这样我们要做这个预测,就是为了更好的了解未来一段时间它的发电的情况,便于电网来做好一些工作,比如根据它的预测情况,可以更好的安排它的发电计划。

另外根据它的预测情况,可以找出风小的时候,安排风电厂的一些检修等等。这样更好的提高风电在电网中的接纳能力,从而提高风能资源的开发利用水平。

国内外风电功率预报发展阶段解析

主持人:目前国内外的风电功率预报分别处于什么阶段?

杨振斌:从上个世纪90年代开始欧洲风电发展非常快,他们在风电发展过程中,就已经发现了刚才我提到的风电的一些特性,很早就在做风电的功率预测。在欧洲,电力市场是一个实时交易的市场,如果把风电预测做得比较准,就避免了风电功率预测不准,实际的发电量跟你预报的情况有出入,这样会受到一些惩罚。

风电功率的预测可以很好的解决这个问题,准确的预测可以为风电发电的企业减少因为发电量的波动或者是预测得不准确性而造成的经济损失。所以国外风电功率的预测这些年发展得比较好,并且他们也在风电的开发方面发挥了非常好的作用。

国内外风电功率预报发展阶段解析

我国的风电预测发展是在2005年以后。随着与国际交流的增多,逐渐了解了这项技术,但由于我们国家风电从05年以后才步入一个快速发展的阶段,并且我们也没有建立实时的交易市场,所以对这方面的工作,在2010年之前主要都处于一个研究探索的阶段。通过跟国外的,像欧美风电技术发达的国家做一些技术交流,借鉴学习国外的先进经验。

从06年开始,中国气象局就开始做这项工作的准备。就像你刚才提到的,中国气象局成立了风能太阳能资源评估中心,从成立之初我们就开始注意到这个这方面的工作了,未来是有用武之地的。到09年,我们基本上建立了业务系统,已经在做一些实验工作了。关于具体风能预报的某些方面,主要是基于天气预报来做的,因此基于气象部门的优势也好或者是特长也好,这项工作是气象部门应该做的事情。

主持人:风电功率的预测工作主要是数值天气预报,关于数值天气预报,我们请朱蓉研究员给大家做一下介绍。

朱蓉:它必须是数值天气预报,用一个方程组描述大气的运动,根据求解这个方程得到每一时刻的大气运动的变化,也就是风速,根据这个风速来计算后面的发电量,是这么一个关系。

我们离不开数值天气预报,但是因为我们的风电厂是一块范围,所以我们用的是一个有限区域的数值预报模式,这个模式它要是这样运算的话,就需要气象部门全球环流模式给它做边界条件,所以说风电的预报也离不开气象部门的全球环流模式。

因为预报,你需要一些初始的资料启动这些模式,它也离不开气象部门的地面观测、高空观测,还有卫星、雷达这些气象观测来做它的预报。风电厂的预报就是这样依赖数值天气预报。

杨振斌:有一个专有的词叫资料同化。

朱蓉:通过资料同化把前面我们的气象台的观测还有卫星、雷达的观测同化到模式里,这是一个专业术语了。

风能缘何在众多可再生能源中脱颖而出?

主持人:在风能资源开发利用方面,气象部门主要做的是哪些部分的工作?

杨振斌:上个世纪80年代,气象部门注意到,我国的风电发展开始起步。从80年代到2003年,气象部门陆续完成了三次风能资源的普查。为了摸清我们国家风能资源宏观的分布,为国家一些政策及宏观规划的制定提供一些依据,通过这些工作也找出了我们国家风能资源的一些分布区域。

比如大家如果有网友去过风电厂的话,在内蒙、新疆、江苏的沿海都会看到一些风电厂。因此我们找到了我国风能资源丰富的区域,包括我们通常意义上说的东北、华北、西北,也包括沿海区域及一些岛屿。

风能缘何在众多可再生能源中脱颖而出?

从06年开始,中国气象局在财政部和国家发改委的支持下,组织开展风能资源详查和评价工作,在普查的工作基础上,把资源的评价工作做得更精细一些,更能满足工程的需求。气象部门举全部门之力,建成了有400座测风塔组成的全国风能资源观测网,把观测业务化。此外,还建立了中国的风能资源数据库系统,并且组织开发了中国气象局风能资源评估系统,应该说这是具有国际先进水平的一个系统,它完成了我们详查的成果。具体的情况我们请朱首席给大家介绍一下。

朱蓉:我们最新完成的风能资源详查,和以往不同,主要是采用数值模拟的手段来进行的,以前都是根据气象站的观测,这次我们进行了更精细化的评估。因为要得到一公里乘一公里这样一个分辨率的评估,仅靠气象站实现不了,所以用数值模拟的这种方法。这套数值模拟的系统,借鉴了美国、丹麦以及加拿大的先进方法,是我们通过吸取他们的优势重新建立的一套。

这套系统国际上的同行们也是非常认可的,它是具有国际先进水平的一套模式。现在我们已经把全国一公里乘一公里的分辨率评估预订完成了,已经做出全国陆地上70米高度。风能资源的技术开发量为26亿千瓦,近海水深不超过25米这个范围里,一共有2亿千瓦。水深不超过50米范围,有5亿千瓦。因为它很精细,所以我们就找到了以前用气象站资料都找不到的资源,尤其是西南地区、内陆地区的很多资源都找到了。根据现在我们评估下来的结果,我们国家每个省都有它可开发的地方。这个也为我们马上开始实施的分散式经营的风能资源开发提供了比较好的科学依据。

杨振斌:我再补充一点,除了以上工作,我们还开展了针对风能开发的一些气象风险研究。比如东南沿海,包括未来海上的风力资源开发,都有台风的影响。所以气象部门也组织开展了一些关于台风的观测还有一些特性的研究。有些成果也是为风电的业内专家所认可的,对风电厂,包括风机的设计以及风电厂的选址建设和运行,都有非常好的指导意义。还有北部地区如内蒙、新疆的沙尘暴、低温等影响,中部地区的敷冰等影响。

主持人:在众多的可再生能源中,风能为什么能异军突起、成为优势最大的能源?

杨振斌:可再生能源比较多,有生物质能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等等,包括风能,还有小水电,风能是这里边技术最成熟的,现代商业化水平比较高的能源,它的技术水平比较先进,尤其是近五年在全世界范围之内得到了非常好的开发利用。近五年欧美的一些国家,包括德国、西班牙、丹麦甚至包括英国、美国等,风能资源的开发利用水平速度都非常快,美国近几年因为比较好的政策激励,发展也非常快。近五年中国的风能资源开发利用也在发展,风电的装机容量基本上每年以100%的速度在增长。2010年