“小风年”呼唤风电长期预测

文 | 赵靓

2015年2月，国家能源局发布2014年风电产业监测数据。令人略感疑惑的是 ，2013年至2014年中国风电平均利用小时数与弃风率显示出了不同的发展趋势：平均利用小时数下降了181小时，为1893小时；弃风率下降4个百分点，为8%。

按惯常理解，弃风率下降应该对平均利用小时数的上升起到反推作用，而2014年的情况竟恰得其反。据专家分析，2014年平均利用小时数大幅下降的原因，应该更多地受到了“小风年”的影响。

其实，该专家的推论是有佐证的。本刊从国家气候中心了解到，2014年我国三北地区冬末和春季风速明显偏小。风能资源数值模拟结果显示，2014年我国大部分地区70m高度平均风速与近10年相比明显偏小，其中北方地区和华南大部偏小4%到8%。与2013年相比，除新疆、青藏高原外，我国中东部大部分地区70m高度平均风速偏小，其中黑龙江西南部、吉林西部、内蒙古中东部、河北张北和山西等地风速偏小8%到16%。

通过研究发现，这些区域常年以西风为主，但2014年2月至2014年5月500百帕环流场出现明显的异常，贝加尔湖至鄂霍次克海附近为显著的高度场正距平，内蒙古及东北地区对流层底层盛行东风或偏东风，极大地削弱了气候态的西风，从而导致我国北方地区风力明显偏小。

细分到我国8个千万千瓦级风电基地的来风情况可以发现，与2013年和近10年同期相比，蒙东和吉林西部风电基地2月到6月70m高度月平均风速明显偏小；蒙西和河北张北风电基地1月到4月和6月70m高度月平均风速明显偏小，5月平均风速偏大；甘肃酒泉风电基地1月到6月和9月到11月风速均偏低；新疆哈密风电基地3月、6月和9月风速明显偏低。江苏风电基地全年70m高度平均风速与2013年和近10年基本持平，山东风电基地年平均风速略偏小。

除了对风况进行了分析研究，国家气候中心还对我国2014年8个千万千瓦风电基地的理论可利用小时数进行了测算。

“我们选择了1.5兆瓦的风电机组数据，结合近10年这些地区的风速算出了理论发电小时数，并将可能存在的除风况因素以外所导致的停机时间统一按照30%进行折减，获得了8个千万千瓦级风电基地年理论发电总小时数年变化情况。” 国家气候中心首席研究员朱蓉解释。

2004年至2014年，我国8个千万千瓦基地的理论发电利用小时数波动为正负7%之间，也就是说，最少和最多理论发电小时数的波动区间为14%。2014年刚好是这11年间理论发电小时数最低的一年，而2013年则刚好是最高的一年。由于2013年是波峰，2014年立刻遇到了波谷，使2014年理论发电利用小时数的下降表现得异常明显。

同时，国家气候中心将该数据折算成二氧化碳的减排量后发现，8个千万千瓦风电基地对二氧化碳的减排贡献相对2013年减少了15%。减排影响最大的是河北和吉林，都超过了20%。蒙东、蒙西均为18%，新疆和山东分别减少了6%和2%，江苏相对略好。

其实，早在国家能源局发布2014年风电产业监测数据之前，关于“小风年”对2014年风电影响的话题就已经在“2015中国风电新春茶话会”上备受关注。其中讨论最热烈的是，如何在未来能够提前预测风电集中地区，乃至某风电场未来一年的风况、理论发电小时数和碳减排量等。也就是将这些有用的数据从“回顾”，提前到“预测”，以便业主更好地去管理风电场。

“在2015年之前风况的长期预报并没有如此受到关注。” 朱蓉谈到：“因为2014年风特别小，使大家一下子意识到了这个问题。”

而在风电行业，此前我国对于风资源的研究主要集中在风资源评估、风功率预测等方面，更多的精力被投放于1小时到4小时、24小时或48小时的短期预测。而在即将进入的“十三五”期间，风资源技术的发展方向除了短期预测外，也很有必要将长期预测作为一个探讨与发展的方向。

据悉，中国气象局早在1954年就已经开始了气候预测业务，目前国家气候中心是世界气象组织（WMO）认可的长期预报全球产品中心（GPC），拥有雄厚的气候预测技术力量，提供全国、亚洲和全球气候预测业务产品。国家气候中心气候预测室副主任柯宗建博士介绍说：“目前的气候预测业务涵盖了延伸期到年际尺度，为国家防灾减灾提供重要的科学支撑，在农、林、能源等行业发挥越来越重要的作用。”

准确的气候预测离不开高科技的现代化技术支撑，据国家气候中心气候系统模式室研究员李巧萍博士介绍，国家气候中心的延伸期预测模式系统每天启动4个模式成员，向后预报55天，季节预测模式系统每个月初启动24个模式成员向后预测13个月，具备了为行业长期预测提供基础数据的能力。

行业基于自身的特点对于长期预测有其特殊的需求，需要行业专家与气候预测专家携手，进一步研发风电长期预测技术方法。例如，如何基于动力系统模型提高预测产品分辨率，也就是“降尺度”，从关注整个电网、风电基地、区域，到关注某个风电场的长期风况如何，为风电行业各类相关需求提供针对性服务。

英国气象局在针对电力系统预测方面的服务能力较强。目前，国家气候中心与英国气象局启动了一项名为“中英气候科学服务伙伴计划”的合作，通过借鉴、学习和研发，“搭起行业需求同气候预测业务间的桥梁”，从而为风电做好有针对性的长期预测服务。