能源是经济社会发展的基础和动力,气象与能源供应链和产业链紧密关联。气象部门深入贯彻落实习近平总书记关于国家能源安全重要论述和关于气象工作重要指示精神,不断提升能源气象服务能力和效益,护航能源强国建设。
精准预测研判 支撑迎峰度夏度冬能源供应
今年夏天,我国多地出现持续时间长、极端性强的高温热浪。6月3日,全国迎峰度夏能源保供气象服务启动,中国气象局组建气象服务专班,制作《迎峰度夏能源保供气象服务周报》。国省两级气象部门共建联动保供工作机制,切实抓紧抓实能源保供气象服务。
江苏省气象局依托高分辨率数值模式、多源融合格点实况等技术,构建了“15分钟-小时-3天-旬-月-季”能源气象预报预测产品体系,实现在时间、空间上的全覆盖无缝隙,为电网平稳度过负荷高峰期提供有力保障。
8月以来,连续3轮高温晴热使重庆城市用电负荷屡创新高。市气象局加强天气研判,提供包括逐30分钟气温预报、用电需求气象条件等级预报、500千伏以上输电线路森林火险气象等级预估等迎峰度夏专题产品,支撑电力部门科学决策。
知天·智慧服务系统能源保供模块 图片来源:重庆市气象服务中心
“气象预报基本满足了迎峰度夏电力保供各方面需求。如果出现一周以上的晴热天气,我们会提前增加购电能储,当气温超过37℃会适当加大输电设备巡检力度,防止设备过载。”国网重庆市电力公司电力调度与控制中心计划处技术人员方群会说。
在冬季,电网安全极易受到雨雪冰冻导致的线路覆冰、舞动,以及局地大风引起的跳闸、电线杆倒塌等威胁。
今年春节前后,多地经历低温雨雪冰冻天气过程。聚焦冬季能源服务需求,湖南省气象局建立迎峰度冬专班,针对电力行业发布专题预报,提前三天向省电网调度负责人发送寒潮预警提示信息;河南省气象服务中心联合国网河南省电力公司组成电力气象保电应急小组,针对36处重点线路区段及变电站,开展精细化电网气象风险预报服务;安徽气象部门构建“融入式”专项服务,滚动提供30天逐小时气温和“电线覆冰”“风舞动”等预报产品,并融入省电网全时空数字调度平台、电力负荷预测系统。
在寒潮影响下,天然气供应需求增幅明显,气象预报为天然气保供部门提前采购、储气、调度提供科学依据。在西气东输工程的主要气源地,新疆气象部门与国家管网集团西部管道有限责任公司合作建立石油管道专业气象服务系统,提前监测研判、及时预报预警灾害性天气对煤电油气运供应的影响。
优化专业服务 守护能源保供安全防线
“风越来越大,但仍在安全范围内,请继续保持发电。”9月15日,台风“贝碧嘉”挟带风雨步步逼近江苏东南部,对海上风力发电系统可能造成影响。20时,国电投南通新能源有限公司安全专工周桂明收到江苏气象部门最新预报结论和建议后,做出“不停机、不收桨、继续发电”的决定。
这是一个正确的决定。依托江苏省气象部门“31631”海上风电气象服务工作机制(提前3天启动递进式气象服务、提前1天锁定台风影响范围、提前6小时进入临灾气象预警状态、提前3小时发布分区预警及风险提示、提前1小时滚动发布预警并提供突发灾害定点服务)和跟踪式全链条海上风电气象服务保障,9月15日至16日,该风电场实现等高满额发电,日发电量达917万千瓦时,约为日常发电量的9倍。同时,风电场未发生一起由台风导致的风机设施损坏事故。
“专业精细的气象服务让我们在保证安全的前提下实现最大额度发电,保障了效益最大化。”周桂明说。
面对强台风给电网带来的严峻挑战,浙江省气象服务中心组织人员入驻省电力气象中心,支持建立“降雨-变电站水淹”模型,利用多平台图像信息研判异物风险,形成管控清单和应急处置预案,保障电网安全。
江苏省气象服务中心工作人员制作能源气象服务专报 赵文 摄影
为保障油田采油运输安全通畅,一旦遇有强对流和暴雨等高影响天气,辽宁省气象局就会迅速面向中国石油辽河油田公司,发布油田气象信息服务专报,预报精细到各采油区具体点位。
鄂尔多斯是我国大型现代煤化工产业基地,煤炭探明储量占全国六分之一,承担着全国多省的能源供应重任。为保障煤炭安全生产,8月24日17时26分,鄂托克前旗气象台发出暴雨红色预警信号,各矿区迅速“停产撤人”,上海庙矿区的煤矿井下1771名人员全部安全撤离。
对于南方诸多省份来说,水力资源作为重要能源维系着生产运转。
在水系发达的浙江,汛期筑牢安全防线、增加效益是气象部门的服务重点。今年入梅后短短5天,位于丽水的滩坑水库经历了3次洪峰过程。浙江省气象局及时启动精细短临预报服务,助力水库科学调度。6月,滩坑水库电站安全、精准、高效地完成了两次开闸预泄工作,8次调整泄洪流量,累计有效利用11.69亿立方米入库水量,发电2.5亿千瓦时。
湖南省炎陵县筷子篓水库以发电为主,兼具防洪补水功能。7月25日至27日,受超强台风“格美”外围云系影响,湘东南出现暴雨,炎陵县气象局迅速向筷子篓水电站发布预警。其间,水库泄洪100万立方米,筷子篓水电站供电正常。
2023年3月,在了解到当年长江流域可能出现旱大于涝的情况后,长江三峡水利枢纽梯级调度通信中心加强与气象部门会商研判,调度三峡电站减少下泄水量29亿立方米,协调上游水库多补水7亿立方米;6月至7月,气象服务助力梯级电站高效利用洪水,回蓄87.5亿立方米水量,完成多项“保电”工作。
摸清资源禀赋 助力能源转型逐“绿”而行
我国新能源开发利用领域正以前所未有的速度发展。截至今年6月底,全国可再生能源发电装机达16.53亿千瓦,同比增长25%,约占我国发电总装机的53.8%。其中,风电光伏发电合计装机已超过煤电装机。
但是,风光资源如何找?资源储量有多大?光伏电站和风电场建在哪合适?聚焦这些重点问题,气象部门依托测风塔和太阳辐射观测站、风云气象卫星、地面气象站等形成了专业化风光能源动态监测网,可探测空间分辨率1公里、时间分辨率1小时的风能太阳能资源量,并充分发挥科技优势,开展风光资源普查和精细化评估,支撑新能源科学规划选址。
各地“追风逐日”的脚步正稳步前进。辽宁气象部门为200多个风电或太阳能发电项目完成选址和资源评估工作,形成了全省陆地、海上风能资源普查结果;内蒙古气象部门开展全区风光资源中长期预测和重点区域资源评估和新能源中长期预报预测业务建设;新疆气象部门开展风能、太阳能资源评估53余项,为新能源项目选址和建设提供技术支撑;河南气象部门成立风能太阳能气象工程研究中心,深入开展风能、太阳能等气象业务服务关键核心技术研发;湖北气象部门开展400余项风能、太阳能资源评估和20余个风光场站选址项目……
当前,我国新型能源体系建设已取得积极进展,能源结构更绿、供应韧性更强、产业体系更新、治理基础更实。新型能源体系发电出力“靠天吃饭”特征突出,风能太阳能预报准确率至关重要,这对新能源气象服务提出更高要求。
对此,中国气象局组织国省两级气象部门开展风能太阳能预报系统业务化应用,构建“短临-短期-月-季-年”无缝隙资源预报体系、建设起国省一体化功率预测系统。2023年,风能太阳能专业数值预报模式升级后,72小时内太阳总辐射预报的平均绝对误差减小5%至8%,100米高度风速预报的平均绝对误差减小17%至43%,预报时长增至336小时。
在内蒙古,气象部门联合高校、能源企业组建“沙戈荒”新能源基地人工智能气象服务技术创新联合体,解决提高基地发电量、提升功率预测准确率等技术问题,实现一体化智慧应用服务。
大唐(内蒙古)能源开发有限公司蒙西新能源事业部卓资运维中心运营的风光项目 骆园 摄影
在新疆,气象部门依托数值预报和沙漠气象研究团队成立光功率和风功率预报创新团队,开展基于机器学习算法的风速、辐射预报订正研究,可准确预测未来15天风能或太阳能发电量。
湖北省气象局针对风光场站气象灾害敏感性及需求,基于不同地形下多个山区风电场高分辨率气象监测,形成风机覆冰气象阈值条件辨别指标,研发针对新型能源体系的天气监测预报预警系统并服务于当地40多个风光场站。
湖南省气象局每日自动生成风光发电条件等级预报产品,针对风电场提供时间分辨率达15分钟、空间分辨率达9公里的未来14天预报,并开展电线、风机覆冰产品研发,助力电网调度端提前研判。
未来,气象部门将着重提升专业能源气象服务的质与效,深度融入并支撑能源生产、供给、消费全链条,更好发挥气象在能源强国建设中的助推作用。(陈晓颖、简菊芳、周爱春、高菲、戴帅汝、张妍、代芯、李望、李俊、郭若水、何玉婷、张爽、严睿恺、张珏、周悦、王玫珏对本文有贡献)
(作者:卜钰 责任编辑:张林)