从“看天吃饭”到“知天而作”新能源急盼专业气象服务

以风电光伏为主体的新能源如何摆脱看天吃饭的困境，事关国家电力安全极端天气往往不同程度地威胁新能源的发电出力和设备安全如果能在专业场景下提供精准的天气预报服务，将是新能源健康发展的一大福音

可是现实情况是，这项服务看似刚需，但对于很多新能源行业公司来说，并不是那么容易获得的:如果仅仅依靠国家气象部门的预报，精度远远不能满足行业需求，如果组建自己的数据分析团队，这个大概率不太划算，如果购买专业的商业气象服务，国内市场起步较晚，缺乏高水平的预报服务，而国外公司由于国内缺乏地面观测数据，处于天然劣势。

多位新能源和气象从业者在接受第一财经采访时表示，伴随着新能源在电力系统中的比重越来越大，气象服务跟上也越来越迫切一方面，国家气象部门要根据之前的相关政策，加大观测预报的投入，逐步扩大气象数据对公众和商业部门的开放另一方面，支持和鼓励相关企业提高专业气象服务水平和能力，避免低水平重复建设和恶性竞争，促进更多平台之间的互联互通

天气预报说有风

宋丽莉，中国气象科学研究院二级研究员，中国气象局风能太阳能中心专家指导委员会副主任，长期从事气候资源，工程气象研究和技术咨询工作在她看来，一个耐人寻味的细节是，风的地位正在从众多气象要素中逐渐上升，受到了前所未有的重视

一直以来，全世界95%以上的气象科学研究都集中在温度和降水的研究上，专门针对风的研究很少最近几年来，越来越多的学者和专业机构关注风的研究告诉宋丽莉第一财经记者，这在一定程度上反映了最近几年来精细化，专业化气象服务的发展和进步与人们普遍关注的温度和降水不同，风恰恰是新能源领域最为关注的气象要素

宋丽莉介绍，人们通常所说的气象服务可以理解为两种类型一类是面向公众的气象服务，主要由政府出资，目的是防灾减灾得益于制度的优越性，中国处于国际领先水平二是在经济生活中，特定场景下的专业化气象服务，如能源，农业等，在中国还处于发展中国家水平这其中，很大一个原因是我国气象部门的服务以公益性为主，很难同时满足市场各方面的需求因此，最近几年来出现了许多市场化的气象服务公司，一些发电企业，电网等市场主体也准备了气象服务专职队伍，但仍不足以支撑发展需求

为什么专业气象服务的呼声在新能源领域特别高。

金风科技首席气象工程师董海平对第一财经表示，风机设备本身的发展，电力系统预测要求的提高，风电项目选址的扩大以及海外投资需求是支撑其发展的四个重要原因。

首先，伴随着高塔大容量，大叶轮机组的发展，对机组越来越大的扫风面积下风特性变化的应变能力提出了更高的要求比如上下叶尖高度差超过数百米的风速风向变化都会影响机组的稳定性，因此需要对风参数的研究提出更精确的要求

其次，以新能源为主体的新电力系统对电力调控的稳定性提出了挑战，也对并网风电场日发电量的风电功率预测精度提出了更高的要求目前，气象预报结果和实际应用中还存在精度偏差大，时空分辨率不够，缺乏多资料耦合等问题如何精准高效地推送气象服务，是从业者必须面对的挑战

与此同时，伴随着可利用的土地资源越来越宝贵，风力发电行业正朝着海洋和气候条件更加恶劣和复杂的内陆环境发展目前深海气象观测数据少，观测成本和难度高与陆上风电相比，海上风电工程建设和运维对天气预报的要求更高，需要综合考虑大风窗口期，航行等多重限制因素，提高预报的准确性和时效性此外，海上风电还面临海冰，巨浪，风暴潮等海洋灾害，这也对资源评估，预测和预警提出了新的挑战无论是高海拔高寒的复杂山地，还是高温干旱的沙漠腹地，都对气象服务保障提出了更高的要求

事实上，类似的专业气象需求不仅发生在风电行业，光伏，电网等市场主体也有预期。

极端天气一直是我们关注的问题项目中很多光伏电站靠近沿海地区，甚至架设在滩涂上当初就是看中了这些地方的优势，靠近负荷中心，可利用土地面积大，日照时间长但每年的台风登陆或其他极端天气都会对光伏设备的出力和安全造成潜在威胁浙江某新能源国企项目负责人告诉第一财经记者

该负责人介绍，以台风天气为例，当地光伏支架设计的最大风阻基本在13级左右项目建成后，去年几次台风都没有正面登陆，厂站附近风力11级左右，几乎没有影响设计风速是在实验室的静态环境下模拟的，很多因素实际上可能会干扰和变化，所以我们无法完全确定

金风科技和远景智能是风电制造行业的两家龙头企业，也是为数不多的自主研发专业气象服务并对外提供服务的新能源企业。

远景智能新能源发电预测产品总监杨辉对《第一财经日报》表示，虽然专业的气象服务能给新能源企业带来实实在在的收益，看似是一笔双赢的生意，但在发展过程中也面临诸多挑战。

准确是新能源产业对气象服务的根本要求杨辉表示，国家气象部门的公众观测预报数据主要是面向公众服务的，对垂直行业的气象服务需求关注度不高对于风电企业来说，风力影响发电的范围主要是3m/s到10m/s，3m/s以下的风机几乎不发电，10m/s以上的风机基本满负荷目前市场上气象服务的平均风力误差为2m/s，由于风力和风速都是立方的，2m/s的风速误差可能会造成风力50%甚至100%的巨大偏差

根据杨辉的分析，要提高风速预测的时空分辨率的精细化和预测的准确性，基本上可以回归到三个能力:一是大量的观测数据，二是超算能力，三是气象和算法模型其中，观测数据可能是最难获得的，也是最昂贵的一种

气象资料可分为观测资料和预报资料，前者是后者的基础通常这些数据一部分来自国家气象部门和国际气候机构的公开数据，一部分来自商业气象服务公司的付费数据，另一部分来自企业自身的观测数据杨辉表示，对于依赖太阳辐射资源的光伏行业，由于日出日落时间相对固定，发电曲线特征明显，预测难度相对较小可是，风力发电的影响因素纷繁复杂，受地面地形，地貌和环境特征等因素的影响，所以我们需要丰富的观测数据来得到更准确的预测

高额的投入和不确定的回报，使得既准确又划算的大范围专业气象服务难以实现好在更多的机构已经付诸实践，用行动回答了这个问题

对此，宋丽莉建议，一方面，专业气象服务领域需要培养典型的跨学科人才目前，既要有专业的气象背景，比如大气流体力学和热力学的特性，又要对应用场景有深入的了解，比如风力发电机组的动态响应特性，这是极其稀缺的

另一方面，应加强气象部门与企业平台的互联合作国家气象事业和修桥修路一样，属于基础设施建设，而发电企业本身有安装气象监测设备的刚性要求，不能完全依赖一方空中的气象卫星才能看得见，地面的气象观测才能准两者可以互补实现远不止1+1gt，2的效果

如果一直停留在低水平，粗糙的管理，也许这项工作就不需要这么大的投入了但如果在安全的条件下追求更高的效率，该停的时候就停，该送的时候就送，不采取过度防御，那么我们的气象服务工作还有很大的探索空间宋丽莉说