“張北的風點亮北京的燈”。去年，北京冬奧會和冬殘奧會場館實現100%綠電供應，來自河北張北地區的風光綠電，讓“綠色辦奧”成色十足。將風、光等自然資源變成綠電，離不開精細的氣象服務。張北地區每年可向北京輸送風光綠電約140億千瓦時，約占北京年用電量的1/10。
 

利用風、光資源發電，加快可再生能源替代，是推動我國能源結構轉型、實現碳達峰碳中和目標的重要方面。黨的二十大報告明確，“加快規劃建設新型能源體系”。今年《政府工作報告》提出，“加快建設新型能源體系”。
 

3月23日世界氣象日來臨之際，記者赴張北地區，探訪氣象如何服務新能源產業發展、助力“雙碳”目標實現。
 

精密監測——

每天捕捉風、光信息，每15分鐘報送一次

張北壩上草原，“大風車”不停轉動，景象蔚為壯觀。
 

河北省張家口市北靠內蒙古高原，西北高、東南低，地處溫帶大陸季風氣候區域。從內蒙古高原吹來、翻越陰山山脈的大風，從西北壩上，吹到冬奧會舉辦地崇禮等地。
 

“張北的風，一年吹到冬。”張家口人說，壩上的大風不僅常年吹個不停，還很“硬”。

張北縣氣象局副局長郭馨澤說：“張北年平均風速達每秒3米多，全年3級以上大風日數達到348天。冬天的時候，冷風吹到臉上硬生生地疼。”
 

風多、風“硬”，意味著風能資源豐富。張家口風能資源儲量超過2000萬千瓦，是全國首個獲準建設雙百萬千瓦級風電基地的地區。
 

張北的太陽光照也很充足。陽光強烈時，帶著熱力直灼皮膚，讓人眼睛都睜不開。張北因此被稱為“風的故鄉，光的海洋”。
 

中國氣象局發布的《中國風能太陽能資源年景公報》顯示，張家口所在的河北北部，是我國風能、太陽能資源豐富的地區。
 

“用風能、太陽能發電，要先把風速、風向、氣溫、濕度、太陽輻射、云量等氣象要素數據收集到位，做出風電、光伏發電氣象預報，才能預測出能發多少電。”河北省氣象局氣象服務中心數據研發科科長張金滿說。
 

變幻難測的風、光，極大地影響著電力的生產、調度，氣象工作人員全力以赴“追光捕風”。

張北在全縣布設了氣象要素觀測設備，每一個風力發電場內都有不同高度的測風塔，光伏電站也布設了測光站。天氣雷達以及天空中的風云氣象衛星，都在精密捕捉著張北地區風、光的變化。
 

在中國電科院張北試驗基地里，氣象衛星地面接收站向著天空佇立，時時接收著氣象衛星傳來的風、光等信息。
 

“每天捕捉風、光信息做預報，每15分鐘就要報送一次。”中國電科院電力氣象團隊負責人王勃說。
 

張金滿稱自己是“追光者”。3年來，河北省氣象局在光伏電站、氣象站建起了58套輻射監測站。結合周邊大量氣象設備的監測數據，以及河北的地形、大氣環境、光的特點等，張金滿團隊研發出了光伏功率預測系統，“接下來我們要下更大力氣‘捕風’，開展風力發電功率預測系統研發。”
 

“我們時時刻刻都在緊追風、光，因為風、光監測預報數據要精密到時刻、點位。”張家口市氣象局氣象服務中心主任胡雪說。她的團隊“追光捕風”后，要精準預報每一個電線桿塔點位的天氣，提前發出風險提示，最大限度減少不利天氣及氣象災害對電網的影響。
 

精準預報——

每天都優化預測系統，預測準確率達85%左右

從張家口市區驅車一路向北，上百米高的白色大風機成群結隊矗立在廣袤草原上，成為一道道亮麗風景。一排排深藍色的光伏發電板櫛比相連，在太陽的照射下熠熠生輝。
 

作為國家級可再生能源核心示范區，張北的風能、太陽能被轉化為電能，源源不斷地并網、輸送，點亮了北京的萬家燈火。

 

位于河北張家口市的國家風光儲輸示范工程。梁立新 攝
 

“風光發電，受天氣影響很大。”張金滿說，風太小，風機轉不了；風太大，風機會停機。下場雪，刮沙塵，來塊云，光伏板可能會被覆蓋遮擋，影響發電。
 

“我們既要靠天吃飯，又不能完全看老天爺的臉色。”國網冀北張家口風光儲輸新能源有限公司黨建部副主任梁立新說。2009年，該工程在張北開建，目標是要建成全國百兆瓦級的能源綜合利用示范工程。通過儲能技術、氣象預測、風光互補，風電、光伏發電不穩定帶來的生產、調度、并網等世界性難題，正在逐步破解。
 

其中，氣象預測發電功率的準確率極為關鍵。簡單來說，就是根據當天的風、光等氣象條件做出天氣預報，輸入發電功率模型，算出風、光電場能發出多少度電。預測準確，報給電網調度部門，形成生產調度計劃，才能并網、輸送出去。
 

在公司的風光儲輸工程運行監控中心，大顯示屏右上角，當天總發電量數不斷攀升。屏幕左端的風速、風向、氣溫等氣象數據實時更新。屏幕中間的“風光互補模式”運行曲線顯示，當天12時至13時之間，風、光出力（風、光的能量轉化成電能的過程）達到最大值。
 

值班長趙博超緊盯著大屏幕，關注著每15分鐘更新的預測結果，“我們每天都在優化預測系統，目前預測準確率為85%左右，達到行業先進水平。”
 

對利用風、光發電的新能源行業來說，精準電力氣象預報是永恒的追求。“風力預報每相差一級，風機功率預測的誤差可能會達到40%左右。”王勃說。為此，中國電科院專門成立了電力氣象數值預報中心，并正在探索通過物聯網、人工智能、云計算等新一代信息技術的深度融合應用，不斷提高氣象預報精準度。
 

前不久，中國氣象局首次下發國家級風能太陽能資源中長期預測產品，每月中旬滾動發布。
 

利用日益豐富的氣象數據，中國電科院優化開發風能、太陽能發電功率預測系統。這一預測系統已覆蓋我國約80%的新能源電站，預測精度不斷提升，有力促進新能源產業發展。

 

中國電科院張北試驗基地附近的風機。中國電科院供圖

精細服務——
 

對每一個發電場提供直通式服務，保障綠電穩定輸送
 

風電、光伏等發電項目大多地處偏遠山區、曠野，天氣復雜多變，惡劣天氣不時襲來，影響著電力設備的安全和發電效率。例如，高溫會造成導線溫度過高，引發跳閘事故；冬季大范圍覆冰會壓倒桿塔；強降水會損壞輸變電設備等。
 

在張北，每一個風光發電場都安裝了防雷設備，同時還要防范每秒25米以上的大風、低于零下20攝氏度的低溫天氣以及沙塵暴、強降雪等。“我們對每一個發電場提供直通式服務，每一次重大天氣過程都會提前預報預警，幫助場站防雷防雪防沙塵暴等。”郭馨澤說。
 

幾天前，國網冀北電力有限公司張家口公司輸電運檢中心主任丁斌，收到市氣象局氣象服務中心發來的大風藍色預警專報，立即啟動應對方案，對重點線路開展專項巡視排查，提前采取防范措施，增強了電網設備抵御惡劣天氣的能力，最大限度保證了電網安全穩定運行。
 

“去年3月中旬下了一場凍雨，張家口電網部分線路出現覆冰。由于提前得到氣象預警，我們及時安排人員進行現場觀冰，隨時掌握覆冰厚度變化，提前準備好應對措施，避免了輸電事故發生。”丁斌說。

每天發布電力氣象專報；重大天氣過程發布重要氣象專報、快報及預警；提供山火風險預報等分災種專報、實時預報，并專門定制了電力氣象服務微信公眾號；對輸電桿塔、重要設備、變電站進行逐小時、逐點位預報……
 

“我們努力讓氣象服務越來越精細。比如，前幾年山火引起的線路跳閘時有發生，因此我們開發了電力氣象服務火點監測平臺。”胡雪說，張家口市氣象局氣象服務中心通過衛星遙感數據監測火源，一旦發現火源點，會第一時間發出警示。去年，因為有了山火監測預警，輸電線路因山火而跳閘的事件大大減少，進一步保障了輸電安全。
 

嘗到精細服務的甜頭，丁斌表示，今年要和氣象部門進一步加強合作，更好保障地區電網安全運行，促進地方經濟發展，助力新型電力系統示范區建設。張家口市氣象局氣象服務中心副主任趙海江說：“我們正在篩選地點，在重點線路布設微氣象站，增加觀測的氣象要素，提供更加精準精細的電力氣象服務。”
 

張金滿介紹，針對全省的集中式光伏電站和分布式光伏、風電場，河北省氣象局提供精細化數值預報服務，并研發了光伏功率預測系統，已在14個光伏場站安裝使用。對省級電網調度、輸電部門每天提供兩次未來10天精細化預報，每15分鐘提供一次未來4小時天氣預報，推演未來天氣變化過程，提前發出氣象災害預警。河北省氣象局氣象服務中心還牽頭成立了“電力氣象服務聯盟”，整合省市電力氣象技術和資源，專門為新能源電力企業提供專業氣象服務。
 

如今，冀北區域生產輸送的每2度電中就有1度電是綠電。今后，隨著科學技術進步、氣象服務保障提質增效，綠電占比將不斷提升，張北的風將持續點亮萬家燈火，續寫綠色低碳發展新篇章。
 

高質量氣象服務走進各行各業（記者手記）
 

氣象事業是科技型、基礎性、先導性社會公益事業。習近平總書記提出氣象工作關系生命安全、生產發展、生活富裕、生態良好的戰略定位，發出開啟氣象強國建設的號令，為氣象事業高質量發展提供了根本遵循。
 

氣象高質量發展，有力服務保障能源產業綠色低碳轉型。大力發展新能源已成為我國縱深推進能源革命、保障國家能源安全的重大舉措，也是實現“雙碳”目標的重要方面。近年來，我國新能源氣象服務能力不斷提升，通過精密監測、精準預報、精細服務，大自然的風、光變得可預測、可利用，源源不斷轉化為綠色電力。2022年，我國風電、光伏發電新增裝機突破1.2億千瓦，連續3年超過1億千瓦。氣象高質量服務保障有效助力新能源發展，為推動實現“雙碳”目標作出貢獻。