一張?zhí)鞖忸A(yù)警“網(wǎng)” 追風逐電利萬家

記者 張宣

通訊員 陳曉穎 實習生 孫廣哲

利用風、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)碳達峰碳中和目標的重要方式。3月23日世界氣象日來臨之際，記者來到國家電投江蘇海上風力發(fā)電有限公司濱海南H3風電場，探訪海上“大風車”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”目標實現(xiàn)。

追風逐電，精密監(jiān)測氣象要素

3月20日上午，經(jīng)過1小時航行，記者來到距離濱海縣海岸線36公里處的國家電投江蘇海上風力發(fā)電有限公司H3風電場，現(xiàn)場一排排約100米高的海上“大風車”不停轉(zhuǎn)動，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)，具有明顯的季風氣候特征，是全國風能資源的“富戶”。“江蘇沿海地區(qū)風速梯度較大，風速等值線基本與海岸線平行，大部分海域70米高度風速超過7米/秒，是名副其實的‘風電寶地’。”省氣象服務(wù)中心能源氣象科副科長王博妮說。

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

“海上風電場從選址開始就需要收集風速、風向、氣溫、相對濕度、太陽輻射、云量等長期觀測數(shù)據(jù)評估風資源，選擇合理的地點。”王博妮說。

省氣象服務(wù)中心早在2017年就開始為海上風電項目提供氣象服務(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。海上強對流、大風、海霧、臺風等高影響天氣極大影響著海上風電場的建設(shè)施工、運維生產(chǎn)。在國家電投江蘇海上風力發(fā)電有限公司H3場區(qū)，省氣象部門布設(shè)了專業(yè)的氣象要素觀測設(shè)備，捕捉風電場海域風、云、雨、雷的變化，確保海上風電場安全運行和生產(chǎn)。

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

提高監(jiān)測能力，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。不遠處，200臺風機被薄薄一層輕霧籠罩，蔚為壯觀。

“海風達到3米/秒，風機就開始發(fā)電;海風超過25米/秒，風機就要停下，以保障風機安全。”國家電投集團江蘇海上風力發(fā)電有限公司總經(jīng)理助理楊榮說，海上風電“靠天吃飯”，要根據(jù)氣象預(yù)報服務(wù)調(diào)控風機，如何在高影響天氣下既保證機組安全又穩(wěn)定輸出是個難點。

精準預(yù)報和精細服務(wù)至關(guān)重要。每天早晨，王博妮都會打開海上風電智能氣象服務(wù)系統(tǒng)，預(yù)報基于風電場位置的未來5天的逐小時10米風、100米風、溫度、相對濕度、氣壓、雷電概率、降水量等氣象要素。她指著屏幕的一個格點說，“你看，冷空氣要來了，海面10米風力逐漸增強，浪高也由小變大了;到了夏天，強對流天氣高發(fā)，有過程影響時，雷電概率會更高。”

省氣象部門還利用機器學習多種算法，結(jié)合遙感衛(wèi)星、雷達資料、測風塔數(shù)據(jù)、升壓站自動觀測資料等，研發(fā)海上風電高影響天氣預(yù)報預(yù)警技術(shù)，為海上風電出力、資源調(diào)度、運維保障等提供參考。用一張?zhí)鞖忸A(yù)警“網(wǎng)”，捕捉預(yù)測范圍內(nèi)的高影響天氣“漏網(wǎng)之魚”。“該系統(tǒng)應(yīng)用推廣后，進一步提高風電場預(yù)報的準確性和可操作性，增強海上風電氣象服務(wù)的針對性、科學性、規(guī)范性。”省氣象服務(wù)中心副主任黃亮說。

氣象預(yù)報護航，風電穩(wěn)定輸送

濱海海上風電發(fā)電場的氣象服務(wù)項目投運以來，工作人員借助海上升壓站的海上風電場氣象安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，能實時監(jiān)控風電場附近的精細氣象水文信息，及時指導(dǎo)海上風電運維工作，并跟蹤定位運維人員與船舶軌跡，保障運維安全。

“該技術(shù)應(yīng)用后，濱海風電場年發(fā)電量逐年提高。2022年，濱海海上風電場發(fā)電量首次突破21億千瓦時，累計完成發(fā)電量28.63億千瓦時，相當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)的江蘇海上風電智能氣象服務(wù)系統(tǒng)、海上風電氣象服務(wù)小程序為海上風電企業(yè)提供氣象預(yù)報服務(wù)指導(dǎo)和決策依據(jù)。“我們的產(chǎn)品還在國家電投江蘇海上風電公司、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。

國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2022年，水電、核電、風電和太陽能發(fā)電等清潔能源發(fā)電增長5.3%。隨著海上風電氣象預(yù)報預(yù)警技術(shù)進步、海上風電氣象服務(wù)保障能力不斷提升，氣象對江蘇海上風電發(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)展提供更強助力。