“張北的風(fēng)點亮北京的燈”。去年，北京冬奧會和冬殘奧會場館實現(xiàn)100%綠電供應(yīng)，來自河北張北地區(qū)的風(fēng)光綠電，讓“綠色辦奧”成色十足。將風(fēng)、光等自然資源變成綠電，離不開精細(xì)的氣象服務(wù)。張北地區(qū)每年可向北京輸送風(fēng)光綠電約140億千瓦時，約占北京年用電量的1/10。
 

利用風(fēng)、光資源發(fā)電，加快可再生能源替代，是推動我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要方面。黨的二十大報告明確，“加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系”。今年《政府工作報告》提出，“加快建設(shè)新型能源體系”。
 

3月23日世界氣象日來臨之際，記者赴張北地區(qū)，探訪氣象如何服務(wù)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
 

精密監(jiān)測——

每天捕捉風(fēng)、光信息，每15分鐘報送一次

張北壩上草原，“大風(fēng)車”不停轉(zhuǎn)動，景象蔚為壯觀。
 

河北省張家口市北靠內(nèi)蒙古高原，西北高、東南低，地處溫帶大陸季風(fēng)氣候區(qū)域。從內(nèi)蒙古高原吹來、翻越陰山山脈的大風(fēng)，從西北壩上，吹到冬奧會舉辦地崇禮等地。
 

“張北的風(fēng)，一年吹到冬。”張家口人說，壩上的大風(fēng)不僅常年吹個不停，還很“硬”。

張北縣氣象局副局長郭馨澤說：“張北年平均風(fēng)速達(dá)每秒3米多，全年3級以上大風(fēng)日數(shù)達(dá)到348天。冬天的時候，冷風(fēng)吹到臉上硬生生地疼。”
 

風(fēng)多、風(fēng)“硬”，意味著風(fēng)能資源豐富。張家口風(fēng)能資源儲量超過2000萬千瓦，是全國首個獲準(zhǔn)建設(shè)雙百萬千瓦級風(fēng)電基地的地區(qū)。
 

張北的太陽光照也很充足。陽光強烈時，帶著熱力直灼皮膚，讓人眼睛都睜不開。張北因此被稱為“風(fēng)的故鄉(xiāng)，光的海洋”。
 

中國氣象局發(fā)布的《中國風(fēng)能太陽能資源年景公報》顯示，張家口所在的河北北部，是我國風(fēng)能、太陽能資源豐富的地區(qū)。
 

“用風(fēng)能、太陽能發(fā)電，要先把風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、濕度、太陽輻射、云量等氣象要素數(shù)據(jù)收集到位，做出風(fēng)電、光伏發(fā)電氣象預(yù)報，才能預(yù)測出能發(fā)多少電。”河北省氣象局氣象服務(wù)中心數(shù)據(jù)研發(fā)科科長張金滿說。
 

變幻難測的風(fēng)、光，極大地影響著電力的生產(chǎn)、調(diào)度，氣象工作人員全力以赴“追光捕風(fēng)”。

張北在全縣布設(shè)了氣象要素觀測設(shè)備，每一個風(fēng)力發(fā)電場內(nèi)都有不同高度的測風(fēng)塔，光伏電站也布設(shè)了測光站。天氣雷達(dá)以及天空中的風(fēng)云氣象衛(wèi)星，都在精密捕捉著張北地區(qū)風(fēng)、光的變化。
 

在中國電科院張北試驗基地里，氣象衛(wèi)星地面接收站向著天空佇立，時時接收著氣象衛(wèi)星傳來的風(fēng)、光等信息。
 

“每天捕捉風(fēng)、光信息做預(yù)報，每15分鐘就要報送一次。”中國電科院電力氣象團隊負(fù)責(zé)人王勃說。
 

張金滿稱自己是“追光者”。3年來，河北省氣象局在光伏電站、氣象站建起了58套輻射監(jiān)測站。結(jié)合周邊大量氣象設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及河北的地形、大氣環(huán)境、光的特點等，張金滿團隊研發(fā)出了光伏功率預(yù)測系統(tǒng)，“接下來我們要下更大力氣‘捕風(fēng)’，開展風(fēng)力發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)研發(fā)。”
 

“我們時時刻刻都在緊追風(fēng)、光，因為風(fēng)、光監(jiān)測預(yù)報數(shù)據(jù)要精密到時刻、點位。”張家口市氣象局氣象服務(wù)中心主任胡雪說。她的團隊“追光捕風(fēng)”后，要精準(zhǔn)預(yù)報每一個電線桿塔點位的天氣，提前發(fā)出風(fēng)險提示，最大限度減少不利天氣及氣象災(zāi)害對電網(wǎng)的影響。
 

精準(zhǔn)預(yù)報——

每天都優(yōu)化預(yù)測系統(tǒng)，預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)85%左右

從張家口市區(qū)驅(qū)車一路向北，上百米高的白色大風(fēng)機成群結(jié)隊矗立在廣袤草原上，成為一道道亮麗風(fēng)景。一排排深藍(lán)色的光伏發(fā)電板櫛比相連，在太陽的照射下熠熠生輝。
 

作為國家級可再生能源核心示范區(qū)，張北的風(fēng)能、太陽能被轉(zhuǎn)化為電能，源源不斷地并網(wǎng)、輸送，點亮了北京的萬家燈火。

 

位于河北張家口市的國家風(fēng)光儲輸示范工程。梁立新 攝
 

“風(fēng)光發(fā)電，受天氣影響很大。”張金滿說，風(fēng)太小，風(fēng)機轉(zhuǎn)不了；風(fēng)太大，風(fēng)機會停機。下場雪，刮沙塵，來塊云，光伏板可能會被覆蓋遮擋，影響發(fā)電。
 

“我們既要靠天吃飯，又不能完全看老天爺?shù)哪樕?rdquo;國網(wǎng)冀北張家口風(fēng)光儲輸新能源有限公司黨建部副主任梁立新說。2009年，該工程在張北開建，目標(biāo)是要建成全國百兆瓦級的能源綜合利用示范工程。通過儲能技術(shù)、氣象預(yù)測、風(fēng)光互補，風(fēng)電、光伏發(fā)電不穩(wěn)定帶來的生產(chǎn)、調(diào)度、并網(wǎng)等世界性難題，正在逐步破解。
 

其中，氣象預(yù)測發(fā)電功率的準(zhǔn)確率極為關(guān)鍵。簡單來說，就是根據(jù)當(dāng)天的風(fēng)、光等氣象條件做出天氣預(yù)報，輸入發(fā)電功率模型，算出風(fēng)、光電場能發(fā)出多少度電。預(yù)測準(zhǔn)確，報給電網(wǎng)調(diào)度部門，形成生產(chǎn)調(diào)度計劃，才能并網(wǎng)、輸送出去。
 

在公司的風(fēng)光儲輸工程運行監(jiān)控中心，大顯示屏右上角，當(dāng)天總發(fā)電量數(shù)不斷攀升。屏幕左端的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫等氣象數(shù)據(jù)實時更新。屏幕中間的“風(fēng)光互補模式”運行曲線顯示，當(dāng)天12時至13時之間，風(fēng)、光出力（風(fēng)、光的能量轉(zhuǎn)化成電能的過程）達(dá)到最大值。
 

值班長趙博超緊盯著大屏幕，關(guān)注著每15分鐘更新的預(yù)測結(jié)果，“我們每天都在優(yōu)化預(yù)測系統(tǒng)，目前預(yù)測準(zhǔn)確率為85%左右，達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。”
 

對利用風(fēng)、光發(fā)電的新能源行業(yè)來說，精準(zhǔn)電力氣象預(yù)報是永恒的追求。“風(fēng)力預(yù)報每相差一級，風(fēng)機功率預(yù)測的誤差可能會達(dá)到40%左右。”王勃說。為此，中國電科院專門成立了電力氣象數(shù)值預(yù)報中心，并正在探索通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等新一代信息技術(shù)的深度融合應(yīng)用，不斷提高氣象預(yù)報精準(zhǔn)度。
 

前不久，中國氣象局首次下發(fā)國家級風(fēng)能太陽能資源中長期預(yù)測產(chǎn)品，每月中旬滾動發(fā)布。
 

利用日益豐富的氣象數(shù)據(jù)，中國電科院優(yōu)化開發(fā)風(fēng)能、太陽能發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)。這一預(yù)測系統(tǒng)已覆蓋我國約80%的新能源電站，預(yù)測精度不斷提升，有力促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 

中國電科院張北試驗基地附近的風(fēng)機。中國電科院供圖

精細(xì)服務(wù)——
 

對每一個發(fā)電場提供直通式服務(wù)，保障綠電穩(wěn)定輸送
 

風(fēng)電、光伏等發(fā)電項目大多地處偏遠(yuǎn)山區(qū)、曠野，天氣復(fù)雜多變，惡劣天氣不時襲來，影響著電力設(shè)備的安全和發(fā)電效率。例如，高溫會造成導(dǎo)線溫度過高，引發(fā)跳閘事故；冬季大范圍覆冰會壓倒桿塔；強降水會損壞輸變電設(shè)備等。
 

在張北，每一個風(fēng)光發(fā)電場都安裝了防雷設(shè)備，同時還要防范每秒25米以上的大風(fēng)、低于零下20攝氏度的低溫天氣以及沙塵暴、強降雪等。“我們對每一個發(fā)電場提供直通式服務(wù)，每一次重大天氣過程都會提前預(yù)報預(yù)警，幫助場站防雷防雪防沙塵暴等。”郭馨澤說。
 

幾天前，國網(wǎng)冀北電力有限公司張家口公司輸電運檢中心主任丁斌，收到市氣象局氣象服務(wù)中心發(fā)來的大風(fēng)藍(lán)色預(yù)警專報，立即啟動應(yīng)對方案，對重點線路開展專項巡視排查，提前采取防范措施，增強了電網(wǎng)設(shè)備抵御惡劣天氣的能力，最大限度保證了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
 

“去年3月中旬下了一場凍雨，張家口電網(wǎng)部分線路出現(xiàn)覆冰。由于提前得到氣象預(yù)警，我們及時安排人員進(jìn)行現(xiàn)場觀冰，隨時掌握覆冰厚度變化，提前準(zhǔn)備好應(yīng)對措施，避免了輸電事故發(fā)生。”丁斌說。

每天發(fā)布電力氣象專報；重大天氣過程發(fā)布重要氣象專報、快報及預(yù)警；提供山火風(fēng)險預(yù)報等分災(zāi)種專報、實時預(yù)報，并專門定制了電力氣象服務(wù)微信公眾號；對輸電桿塔、重要設(shè)備、變電站進(jìn)行逐小時、逐點位預(yù)報……
 

“我們努力讓氣象服務(wù)越來越精細(xì)。比如，前幾年山火引起的線路跳閘時有發(fā)生，因此我們開發(fā)了電力氣象服務(wù)火點監(jiān)測平臺。”胡雪說，張家口市氣象局氣象服務(wù)中心通過衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測火源，一旦發(fā)現(xiàn)火源點，會第一時間發(fā)出警示。去年，因為有了山火監(jiān)測預(yù)警，輸電線路因山火而跳閘的事件大大減少，進(jìn)一步保障了輸電安全。
 

嘗到精細(xì)服務(wù)的甜頭，丁斌表示，今年要和氣象部門進(jìn)一步加強合作，更好保障地區(qū)電網(wǎng)安全運行，促進(jìn)地方經(jīng)濟發(fā)展，助力新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)。張家口市氣象局氣象服務(wù)中心副主任趙海江說：“我們正在篩選地點，在重點線路布設(shè)微氣象站，增加觀測的氣象要素，提供更加精準(zhǔn)精細(xì)的電力氣象服務(wù)。”
 

張金滿介紹，針對全省的集中式光伏電站和分布式光伏、風(fēng)電場，河北省氣象局提供精細(xì)化數(shù)值預(yù)報服務(wù)，并研發(fā)了光伏功率預(yù)測系統(tǒng)，已在14個光伏場站安裝使用。對省級電網(wǎng)調(diào)度、輸電部門每天提供兩次未來10天精細(xì)化預(yù)報，每15分鐘提供一次未來4小時天氣預(yù)報，推演未來天氣變化過程，提前發(fā)出氣象災(zāi)害預(yù)警。河北省氣象局氣象服務(wù)中心還牽頭成立了“電力氣象服務(wù)聯(lián)盟”，整合省市電力氣象技術(shù)和資源，專門為新能源電力企業(yè)提供專業(yè)氣象服務(wù)。
 

如今，冀北區(qū)域生產(chǎn)輸送的每2度電中就有1度電是綠電。今后，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、氣象服務(wù)保障提質(zhì)增效，綠電占比將不斷提升，張北的風(fēng)將持續(xù)點亮萬家燈火，續(xù)寫綠色低碳發(fā)展新篇章。
 

高質(zhì)量氣象服務(wù)走進(jìn)各行各業(yè)（記者手記）
 

氣象事業(yè)是科技型、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性社會公益事業(yè)。習(xí)近平總書記提出氣象工作關(guān)系生命安全、生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的戰(zhàn)略定位，發(fā)出開啟氣象強國建設(shè)的號令，為氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了根本遵循。
 

氣象高質(zhì)量發(fā)展，有力服務(wù)保障能源產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。大力發(fā)展新能源已成為我國縱深推進(jìn)能源革命、保障國家能源安全的重大舉措，也是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要方面。近年來，我國新能源氣象服務(wù)能力不斷提升，通過精密監(jiān)測、精準(zhǔn)預(yù)報、精細(xì)服務(wù)，大自然的風(fēng)、光變得可預(yù)測、可利用，源源不斷轉(zhuǎn)化為綠色電力。2022年，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電新增裝機突破1.2億千瓦，連續(xù)3年超過1億千瓦。氣象高質(zhì)量服務(wù)保障有效助力新能源發(fā)展，為推動實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。