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风能是一种典型的气象能源,也是一种可再生的清洁能源。未来,风电在我国及全球能源结构中的比例还将大幅增加。不过,现实的是,风电产业的健康发展要迈过“气象条件”的坎儿绝非易事。
风电的“气象属性”
风能源于气象又受制于气象条件。中国气象局风能太阳能资源评估中心赵东博士认为,风能具有很强的“气象属性”,风电发展目前面临的瓶颈主要是由气象条件的不稳定所造成的,主要表现为风的间歇性、波动性、区域性以及灾害性天气的突发性。
风电设备在气象灾害面前的脆弱性是影响风电发展的又一重要原因。风电场及输电线路普遍设置在空旷的自然环境中,台风、低温、雷电等灾害性天气都会对风电场及电网安全造成影响。这不仅会损坏风电场设备,还会冲击电网安全。
“由气象因素造成的风电发展问题必须从气象问题入手解决。”赵东认为,风力发电面临的种种“不稳定”因素,多是气象条件造成。因此必须借助气象科技加以解决。科学及时的气象服务对于风电产业健康发展有着重要意义,气象服务应当贯穿风力发电项目开发、选址、建设、运行整个生命周期。
风电气象尚存困境
风电气象服务是一种专业气象服务。随着风电产业的规模化发展,风电气象服务已经成为目前“服务最精细、检验最严格”的气象服务。我国气象部门在风能资源观测与评估、气象风险评价、发电功率预报、气象灾害预警等方面已开展大量的工作。
然而,风电气象服务的发展道路并不平坦,还存在诸多问题,亟待解决。
中国气象科学研究院资深风电专家朱瑞兆认为,目前风能资源评估缺乏明确的国家标准,风电开发商对风能资源评估重视不够。很多已经建成的风电场在运行过程中存在的一些问题,与规划时对风能资源评估重视不够有很大关系。
目前,在测风塔的设立、观测仪器的选择、测风塔的维护等方面,风电企业各自为政,缺乏统一的规范和流程。赵东认为,这容易导致资源评估结果的不确定性加大,最终影响到风电场经济效益。
盲目使用数值天气预报数据,是风电气象服务中存在的又一突出问题。例如,数值天气预报数据来源多样,有的由气象部门提供,有的由企业提供,有的直接从国外购买,缺乏对数据准确率的科学评估;风电企业往往过多地重视风电功率预测系统软件本身,而忽视了数值天气预报在风功率预报中的决定性作用。
目前,国内的风机设备生产厂家大部分是从国外引进技术,风电机组所用的欧洲标准不符合我国的气候环境。朱瑞兆说:“风电机组的设计生产应该考虑到台风最大风速阈值、最低气温极值及持续时间、沙尘暴的频率等环境等因素的影响。”
寻找风电发展的空间
要解决这些问题,一方面需要加大对风电气象服务技术的研发投入,另一方面需要能源和气象主管部门加大行业和社会管理力度,组织指定相关的国家标准或行业标准,尽快加以规范。
“必须先测风,把中国的资源调查清楚,然后才能谈风电发展。了解风本身的规律,才能设计出符合中国风力条件的风电机组。” 中国可再生能源学会风能专业委员会副主任施鹏飞说。
赵东提出,气象部门应充分发挥社会管理职能,通过标准化工作,加强对气象信息观测的规范,实现对资源信息的管理和共享,促进对资源信息的集约化利用。
此外,气象部门应积极为风能资源开发利用提供资源信息服务,将风能资源详查的成果充分利用起来,同时还需要发挥专业优势,对国内外的相关资源信息产品进行评估,为资源信息的使用提出指导性建议。
中国工程院可再生能源专项风能组副组长、中国工程院院士李泽椿曾提出:“准确地对各风电场的风电功率进行预测,成为保证电网安全稳定运行的关键问题。”应发挥专业优势,为风电行业提供高质量的数值天气预报服务,让风电功率预报真正发挥作用,同时需要对其他机构提供的数值天气预报结果进行评估,并向社会公布评估结果,供用户参考。
风电的规模化可持续健康发展,尚需要多方合力。赵东说,我国气象工作者有责任、也有能力为国家风电产业的发展做出更多、更积极的贡献。(高琳)
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三峡集团西藏能源投资有限公司2021-2022年陆上测风塔设备集中采购招标公告
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