國家能源局數據披露，截至2021年10月底，我國可再生能源發電累計裝機容量達到10.02億千瓦，突破10億千瓦大關，其中風電達到2.99億千瓦，持續保持世界第一，同比增長30.4%。 

 

然而，在裝機容量高速增長的背后，風電“有裝機無出力”的現象卻十分突出，國家電網能源研究院院長張運洲早前在2021北京國際風能大會開幕式中指出，以東北地區為例，2021年入夏以來，東北3560萬千瓦風電裝機出力在一段時間內只有5萬千瓦，不到裝機的千分之二。 

 

而天氣條件是影響風電出力的主要因素。這意味著，在風電逐漸成為新型電力系統中的“支柱”之一時，需要對氣候風險給予高度關注。 

 

最小出力遠低于裝機容量 

 

張運洲表示，2021年9月下旬，東北限電期間，新能源出力遠不及裝機容量的10%。此外，2021年以來，華北、西北、華東、華中和西南地區的風電最小出力僅占總裝機的1.2%、2.1%、0.8%、1.2%和0.4%。 

 

在南方區域，風電出力也遠低于風電裝機容量，風電有效裝機容量有限。2020年，云南全年風電出力最小值僅占風電裝機比值為0.7%；貴州全年風電出力最小值僅占風電裝機比值為0.6%。2020年，南方五省區各省區中平均出力與風電裝機比值最大為32%（云南），最小為17%（貴州）；風電出力最大值與風電裝機比值最大為89%（海南），最小為51%（廣東）。 

 

“總體來說，新能源發電受氣象因素的影響大。”南方電網能源發展研究院新能源研究所副所長楊再敏說。 

 

具體到南方五省區，楊再敏分析，從季度分布特性來看，風電出力整體呈現出夏天少、冬天多的特征。此外，夏秋季節風電出力較為分散，變化率大，波動性強；春冬季節風電出力較為密集，變化率小，波動性弱。 

 

南方電網公司一名調度工作人員說，風能對于氣象預測的依賴度和要求都在逐漸提高，構建精細化的氣象數值預報系統，才能化被動為主動，保障電網安全穩定運行。 

 

貴州電網公司電力科學研究院防冰減災專責楊旗介紹說，目前電力調度部門對新能源的調度主要基于新能源場站上報的預測數據，而對于電網而言，不僅需要實時監測場站數據，也需要更為精確地掌握輸電線路走廊氣象等綜合狀態數據，這將直接決定新能源送出通道下的輸電線路動態最大載流量和在極端天氣條件下新能源發電的調度。 

 

預測+備用：應對極端天氣 

 

2021年初發生在美國得州的極端暴雪天氣造成大面積的電力和供水系統癱瘓，導致居民多日斷水斷電。媒體曾刊發評論稱“得州對風能的過度依賴使得電網在惡劣天氣下更加脆弱”。 

 

報道指出，寒潮來襲之際，該州有一半的風力渦輪機凍住，導致風力發電迅速下降。 

 

雖然風電“掉鏈子”并非得州大停電的主因，但其涉及的氣候風險卻足夠警醒能源行業，在風電出力大幅波動時做好準備。 

 

極端天氣事件往往伴隨著異常的氣象要素變化。例如，在高溫熱浪和靜力穩定大氣環境下，由于大范圍的靜風環境，造成風力發電機無風驅動，使其在一定時段內幾乎沒有可能發電。 

 

極寒條件同樣不適合風機運行。上海電氣集團技術專家表示，風機的正常運行溫度是零下10度到40度，生存溫度是零下20度到50度。“如果溫度下降到零下20度以下，我們會主動停機對風機進行保護。” 

 

應對極端天氣事件，特別是極端溫度事件如熱浪、極寒，需要大量的能源儲備和靈活的調配機制支撐，因氣候變化引發的極端天氣事件會使未來的能源供給需求呈現異常復雜的局面。電網對風能等間歇性可再生能源的依賴程度越高，在供需發生巨大變化時的穩定性就越低。 

 

南網科研院防災減災崗研究員黃晶透露，目前電力系統從氣象機構獲取的氣象預報信息，主要建立在公共氣象服務基礎上，與電網小空間、多時間尺度、點對點精細化預報要求的差距還比較大。 

 

據了解，南方電網公司正在構建電力生產全域高分辨率數值天氣預報系統，將在新能源規劃布局、新能源功率預測、電網防災減災、電網負荷預測等4個方面支撐新型電力系統的控制和運行。 

 

與一般采用天氣學方法并結合經驗而成的天氣預報不同，數值天氣預報是根據大氣實際狀況，在一定的初值和邊值條件下，通過大型計算機進行數值計算，求解描述天氣演變過程的動力學和熱力學的方程組，預測未來一定時段的大氣運動狀態和天氣現象的方法。這種方法是定量且客觀的。 

 

黃晶指出，構建精準化電力氣象預報分析系統，可以實現不同類型發電功率實時預測和區域用電負荷預測基礎上的電網穩定調度，有效減輕新能源發電不穩定性對電網產生的影響，提高新能源利用效率。 

 

國家氣候中心副主任巢清塵近日在接受媒體采訪時提到，國家氣候中心針對風電、光伏發電的時空互補性，提出了不同地區風電、光伏開發的最優配比地圖，即發電最穩定情況下風電和光伏的最優比例。 

 

復旦大學發展研究院、大氣與海洋科學系/大氣科學研究院教授級高級工程師湯緒撰文提到，要提高全社會對建設韌性氣候能源供給體系重要性的認識，把氣候韌性能源供給冗余的理念落實在各項行動之中。 

 

他提出要把韌性氣候能源供給能力作為韌性社會建設的一項重要指標納入安全發展指標體系。研究制定氣候變化背景下，氣候韌性能源供給冗余幅度的設置，并以此作為建設氣候韌性體系的重要冗余指標。