一張?zhí)鞖忸A(yù)警“網(wǎng)” 追風(fēng)逐電利萬家

記者 張宣

通訊員 陳曉穎 實(shí)習(xí)生 孫廣哲

利用風(fēng)、光資源發(fā)電，加快可再生能源替代，是推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要方式。3月23日世界氣象日來臨之際，記者來到國(guó)家電投江蘇海上風(fēng)力發(fā)電有限公司濱海南H3風(fēng)電場(chǎng)，探訪海上“大風(fēng)車”如何利用氣象科技服務(wù)新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

追風(fēng)逐電，精密監(jiān)測(cè)氣象要素

3月20日上午，經(jīng)過1小時(shí)航行，記者來到距離濱海縣海岸線36公里處的國(guó)家電投江蘇海上風(fēng)力發(fā)電有限公司H3風(fēng)電場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)一排排約100米高的海上“大風(fēng)車”不停轉(zhuǎn)動(dòng)，將電通過海底電纜輸送到千萬家。

我省位于亞洲東部中緯度地區(qū)，具有明顯的季風(fēng)氣候特征，是全國(guó)風(fēng)能資源的“富戶”。“江蘇沿海地區(qū)風(fēng)速梯度較大，風(fēng)速等值線基本與海岸線平行，大部分海域70米高度風(fēng)速超過7米/秒，是名副其實(shí)的‘風(fēng)電寶地’。”省氣象服務(wù)中心能源氣象科副科長(zhǎng)王博妮說。

據(jù)介紹，江蘇陸地風(fēng)電可開發(fā)量達(dá)300萬千瓦，近海風(fēng)電可開發(fā)量近期為1000萬千瓦，遠(yuǎn)期為3000萬千瓦。至去年底，江蘇海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)1182.3萬千瓦，占據(jù)全國(guó)“半壁江山”。

“海上風(fēng)電場(chǎng)從選址開始就需要收集風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、相對(duì)濕度、太陽輻射、云量等長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)估風(fēng)資源，選擇合理的地點(diǎn)。”王博妮說。

省氣象服務(wù)中心早在2017年就開始為海上風(fēng)電項(xiàng)目提供氣象服務(wù)。除了為海上天氣規(guī)律“把脈”外，精密捕捉海上天氣的陰晴也是氣象服務(wù)人員的重要工作。海上強(qiáng)對(duì)流、大風(fēng)、海霧、臺(tái)風(fēng)等高影響天氣極大影響著海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)施工、運(yùn)維生產(chǎn)。在國(guó)家電投江蘇海上風(fēng)力發(fā)電有限公司H3場(chǎng)區(qū)，省氣象部門布設(shè)了專業(yè)的氣象要素觀測(cè)設(shè)備，捕捉風(fēng)電場(chǎng)海域風(fēng)、云、雨、雷的變化，確保海上風(fēng)電場(chǎng)安全運(yùn)行和生產(chǎn)。

至2022年8月，我省建立起完善的江蘇海上風(fēng)電氣象服務(wù)工作機(jī)制，根據(jù)海上風(fēng)電氣象服務(wù)需求，研發(fā)了全國(guó)首個(gè)海上風(fēng)電智能氣象服務(wù)系統(tǒng)，并服務(wù)于江蘇8個(gè)海上風(fēng)電發(fā)電場(chǎng)。

提高監(jiān)測(cè)能力，捕捉“漏網(wǎng)之魚”

穿上操作服，系緊安全扣，記者爬上距離海面30米高的海上升壓站。不遠(yuǎn)處，200臺(tái)風(fēng)機(jī)被薄薄一層輕霧籠罩，蔚為壯觀。

“海風(fēng)達(dá)到3米/秒，風(fēng)機(jī)就開始發(fā)電;海風(fēng)超過25米/秒，風(fēng)機(jī)就要停下，以保障風(fēng)機(jī)安全。”國(guó)家電投集團(tuán)江蘇海上風(fēng)力發(fā)電有限公司總經(jīng)理助理?xiàng)顦s說，海上風(fēng)電“靠天吃飯”，要根據(jù)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)調(diào)控風(fēng)機(jī)，如何在高影響天氣下既保證機(jī)組安全又穩(wěn)定輸出是個(gè)難點(diǎn)。

精準(zhǔn)預(yù)報(bào)和精細(xì)服務(wù)至關(guān)重要。每天早晨，王博妮都會(huì)打開海上風(fēng)電智能氣象服務(wù)系統(tǒng)，預(yù)報(bào)基于風(fēng)電場(chǎng)位置的未來5天的逐小時(shí)10米風(fēng)、100米風(fēng)、溫度、相對(duì)濕度、氣壓、雷電概率、降水量等氣象要素。她指著屏幕的一個(gè)格點(diǎn)說，“你看，冷空氣要來了，海面10米風(fēng)力逐漸增強(qiáng)，浪高也由小變大了;到了夏天，強(qiáng)對(duì)流天氣高發(fā)，有過程影響時(shí)，雷電概率會(huì)更高。”

省氣象部門還利用機(jī)器學(xué)習(xí)多種算法，結(jié)合遙感衛(wèi)星、雷達(dá)資料、測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)、升壓站自動(dòng)觀測(cè)資料等，研發(fā)海上風(fēng)電高影響天氣預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)，為海上風(fēng)電出力、資源調(diào)度、運(yùn)維保障等提供參考。用一張?zhí)鞖忸A(yù)警“網(wǎng)”，捕捉預(yù)測(cè)范圍內(nèi)的高影響天氣“漏網(wǎng)之魚”。“該系統(tǒng)應(yīng)用推廣后，進(jìn)一步提高風(fēng)電場(chǎng)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和可操作性，增強(qiáng)海上風(fēng)電氣象服務(wù)的針對(duì)性、科學(xué)性、規(guī)范性。”省氣象服務(wù)中心副主任黃亮說。

氣象預(yù)報(bào)護(hù)航，風(fēng)電穩(wěn)定輸送

濱海海上風(fēng)電發(fā)電場(chǎng)的氣象服務(wù)項(xiàng)目投運(yùn)以來，工作人員借助海上升壓站的海上風(fēng)電場(chǎng)氣象安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)電場(chǎng)附近的精細(xì)氣象水文信息，及時(shí)指導(dǎo)海上風(fēng)電運(yùn)維工作，并跟蹤定位運(yùn)維人員與船舶軌跡，保障運(yùn)維安全。

“該技術(shù)應(yīng)用后，濱海風(fēng)電場(chǎng)年發(fā)電量逐年提高。2022年，濱海海上風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量首次突破21億千瓦時(shí)，累計(jì)完成發(fā)電量28.63億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少二氧化碳排放量190萬噸。”楊榮說。

目前，省氣象服務(wù)中心自主研發(fā)的江蘇海上風(fēng)電智能氣象服務(wù)系統(tǒng)、海上風(fēng)電氣象服務(wù)小程序?yàn)楹Ｉ巷L(fēng)電企業(yè)提供氣象預(yù)報(bào)服務(wù)指導(dǎo)和決策依據(jù)。“我們的產(chǎn)品還在國(guó)家電投江蘇海上風(fēng)電公司、華電重工、江蘇省水上搜救中心等部門得到推廣應(yīng)用，未來還可廣泛推廣。”黃亮表示。

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2022年，水電、核電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電等清潔能源發(fā)電增長(zhǎng)5.3%。隨著海上風(fēng)電氣象預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)進(jìn)步、海上風(fēng)電氣象服務(wù)保障能力不斷提升，氣象對(duì)江蘇海上風(fēng)電發(fā)展將發(fā)揮更為可靠的支撐作用，為江蘇新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供更強(qiáng)助力。