气象服务为能源高质量发展保驾护航

聂娜 王亚玲

国家电投集团贵州金元股份有限公司象鼻岭水力发电总厂是贵州首个水光互补电站，厂长陶国每天至少要看三次天气预报，既盼雨又盼光，最好是晚上下雨白天大太阳，水电、光伏两不误;大唐贵州发电有限公司新能源分公司镇宁丁旗农业光伏电站的项目经理王俊就喜欢艳阳天，光照强，电站多发电——气象和能源的关系已经越来越密切。

天气气候，历来是影响能源消费、清洁能源产出效率以及能源储运的重要因素。人们熟知的气象预报、极端天气预警，对保障迎峰度夏、度冬等关键时期的能源安全起到了重要作用，在能源基础设施运行风险防范上，离不开气候变化监测评估预测预警;人们不熟悉的风、光可再生能源监测评估和气象卫星发展及应用等等，支撑和助力了能源低碳转型和高质量发展。开发新能源，需要更加精细化的风能、太阳能资源调查。

“没错！目前我们干的，就是气象保障能源这件事！” 2022年4月下旬，正在浏览當日贵州能源保供气象专题预报的贵州风云气象技术有限公司（以下简称“风云气象”）总经理刘铭说。

把脉“风光” 精准服务

“数据质量把控是风资源精准评估的前提，通过对风电场测风塔一年以来原始观测数据的统计分析，发现风速偏小，达不到预期的风资源开发要求。”4月下旬的一个早晨，风云气象气候资源开发部工程师朱军在电脑前再三对数据进行逐一排查对比，利用团队前期研发的测风塔数据质量控制算法和软件平台，精准识别出测风塔原始观测数据中的诸多无效数据，这便是上述统计风速偏小的缘故，最后优选周围相关性最佳的国家气象站数据进行插补订正处理后，风速达到开发条件。

“测风塔原始观测数据量大，处理工序繁多，但我们乐此不疲，始终严守数据源及其可靠性这第一道关卡，一如既往地为风资源精准评估提供高质量的数据支撑。目前我们已完成近200项风电场风资源评估项目，大部分已经开发运营。”朱军说，气象条件对风能、太阳能等新能源项目的影响较大。随着气象条件变化，加之地形影响，风电、太阳能发电存在较大波动性、随机性。因此，新能源发电场站选址地蕴藏资源的数值大小，需要更加精细、精准的评估。

“很多风电开发企业在选址时，采用的评估数据多为计算机模拟的再分析数据，空间精度较低，在贵州这种复杂的喀斯特山区不太适合。”朱军说，对贵州这种复杂地形区风力发电场区的选址而言，需要在前期开展深入的风资源评估，以符合开发要求，才能布局建设，保证开发运营效益。

如何做到精准的预测评估？“靠的是精细数据。”朱军说，“精细数据则源于我们的科技支撑。”

据了解，风云气象拥有规范可靠的海量气象观测数据，严格对观测数据质量进行处理把控，保证数据的真实性和科学性。

“我们通过采用风电场测风塔观测数据，对初选的风电场风速和风功率密度进行评估，在此基础上，利用周围气象站数据对风电场风资源进行长年代评估，获取拟建风电场长期的风资源情况，为企业开发风电项目的效益评估提供依据。”

“同时，利用流体力学数值模拟技术，对风电场风速和风功率进行精细化模拟，获取场区风资源精细化的空间分布，为企业开展风机布局选择提供依据。”

“由于凝冻覆冰及雷暴对风机影响大，因此，我们还会对拟选风电场进行高影响天气分析，例如对场区进行10年一遇、50年一遇的覆冰厚度及雷暴风险等进行评估，为风电场安全生产建设提供扎实依据。”

“经过长期的研究与实践，我们的专家团队已形成一套成熟的风资源评估技术，并发布了1项地方标准。”朱军说，“在此基础上，我们正在研发风资源精细化评估技术，并加大气象保障工作力度，希望能从风电场初期选址的气候可行性论证，到中期的风资源评估，再到后期的开发建设运营，提供全链条的专业气象服务。”

“一句话总结，我们致力于当好风电开发企业的气象参谋。”朱军笑着说。

和朱军负责的项目出现的“小插曲”不同，张波手上的项目可谓顺利通关。“我的项目评估结果令人满意，马上就能出报告了。”

张波是风云气象气候可行性论证部高级工程师，毕业于南京信息工程大学应用气象专业，“自己学的专业方向偏农业，从没想到还和新能源挂上了钩。”张波笑着说，他最早接触光伏发电的太阳能评估工作是2015年，“当时很懵，完全搞不清楚状况。”

经过7年的磨砺，张波已是太阳能评估方面的行家里手，谈起自己的工作头头是道。

“太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、水能、海洋能等都来自太阳能。太阳能的开发利用是积极应对气候变化，改善能源结构的重要途径。”

“开展太阳能资源评估，是做好太阳能资源开发利用的基础和关键。”

“目前我正在做的，是贵州省黔西南布依族苗族自治州册亨县百口乡农业光伏电站这一项目的太阳能资源评估工作。”张波说，太阳辐射可通过直接观测、气候学推算、卫星遥感反演等方法计算得到。对于有太阳辐射观测的地区，直接以观测结果为准;无太阳辐射观测的地区，结合附近的太阳辐射观测站，通过经验公式等方法计算得到太阳总辐射量。

“通过我们的精密计算，该项目建设区域的太阳能资源丰富且稳定，可开展光伏发电开发利用。”

张波说完，一直在他旁边安静坐着的大学学弟李浪这才打开了话匣子。

李浪是风云气象技术团队里年龄最小的一员，册亨县百口乡农业光伏电站的太阳能资源评估是他作为助理工程师在公司参与的第一个项目。

“之前我一直从事气候预测的科研工作，这次是我首次将研究‘数字落地，落点在经济效益上，”李浪说，“现在自己多了一个新身份，也是一名‘追光者了。”

气象遥感保安全

在风云气象，卫星数据应用部的高级工程师田鹏举就是一块处处都需要的“砖”，不是往这儿搬就是往那儿搬。

“我从2003年参加工作以来，就一直从事卫星遥感应用工作。遥感借助辐射测量技术，通过科学算法反演出能够准确反映大气、陆地和海洋状态的各种物理和生态参量，遥感技术应用在天气气候、大气监测、灾害监测等方面，就称为气象遥感。”刚一见面，田鹏举就给记者科普了他的工作。

卫星遥感应用怎么和能源联系在一起的？

田鹏举耐心给记者举起了例子，“就拿张波的项目而言，得益于卫星遥感反演等方法的协助，才能顺利完成太阳能资源评估工作。”

田鹏举进一步解释，他们采用国家卫星气象中心地面入射太阳辐射产品业务反演算法，经过对多年逐小时太阳辐射数据的计算处理，运用GIS技术提取出项目所在地的太阳辐射数据，得到项目区域的年平均、季平均、月平均太阳总辐射量。

“保障能源安全，我们也有新招。”田鹏举继续举例，“关乎万家灯火，架设在高山峻岭的输电线路就怕火。在林火监测中采用人工巡视和航空巡视等传统方法，存在空间范围小、经济效益低等特点。而卫星遥感技术具备探测周期短、覆盖范围广、资料时间长等优势，通过卫星遥感技术精准定位火点，可以及时做到早发现早扑灭，是保障输电线路安全的有效手段。”

随着遥感技术发展，卫星遥感数据日益丰富，火点监测中多源卫星遥感数据的应用成为大趋势。田鹏举介绍，通过多年建设，公司卫星遥感应用团队综合运用中低分辨率的静止卫星（FY4A、葵花8号）和极轨卫星（FY3C、FY3D），可快速实现对晴空区地表发生的秸秆燃烧、森林火灾的动态监测，为地方政府及时组织灭火、电网部门的电力调度等提供决策服务。

“另外，我们还在矿山生态修复治理中发挥着重要的监测作用。”田鹏举说。“为科学推进国土空间生态修复，结合矿山生态修复实际需求，我们依托高分辨率遥感数据精度优势，提出了基于遥感技术的矿山生态修复监测方法，采用人机交互解译、面向对象信息提取等遥感技术，将高分影像应用在矿山生态修复治理监测中，目前已对贵州省300多个矿山的生态修复状况进行了监测，矿山是否继续开采或修复效果如何，通过高分影像上的特征一目了然。”

为贵州能源贡献气象力量

随着技术进步和观念更新，气象部门已深度参与到能源领域，为能源生产、运输、管理等提供了极具针对性的服务保障，成为能源调度决策的重要依据和生产要素之一。

“贵州是全国重要能源基地，也是气象条件最复杂的省份之一。” 刘铭说，“在贵州能源高质量发展新征程上，气象服务保障是不可或缺的重要一环。”通过发挥气象优势，集合优势算力和精英团队，气象服务为贵州着力构建水火互济、多能互补、绿色低碳、安全高效的能源体系保驾护航。

刘铭介绍，风云气象是贵州省气象主管部门唯一授权开展气候资源评估、气象灾害风险评估、卫星遥感数据应用推广和新能源气象保障（风，光发电功率预测）业务的国有平台公司。公司以贵州省行政区域内的公共气象服务、专业气象服务及气象技术服务为主业，服务对象涵盖能源、电力、水利、农业、环保等行业，是贵州省防灾减灾，安全生产保驾护航的重要平台。

据了解，该公司具备独有的数据（气象、卫星）优势、人才优势和技术优势，拥有包含大气科学、应用气象、生态学、3S技术、大气探测等众多专业学科的庞大技术团队，其中包含正研级高级职称、专业知名专家、学术带头人等。

目前，风云气象技术团队前期已完成气候可行性论证、风能及太阳能气候资源评估、气候品牌打造等300余项项目，包括贵州册亨八渡激西山风电场、平塘大塘风电场、余庆关兴狮子山风电场的风资源评估及关岭光照水电站岗乌农业光伏电站、福泉道坪农业光伏电站的太阳能资源评估等。

“围绕新国发2号文件‘提升能源安全保障能力总要求，我们将发挥好气象防灾减灾第一道防线作用，进一步做好气候变化监测评估预测预警，在此基础上，推进更加精细化的风能、太阳能资源调查，根据能源保障服务需求提供更加专业化、定制化的服务产品，为贵州能源贡献气象力量。” 刘铭说。