第09版:能源革命

中国能源报 2024年04月29日 星期一

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专家为能源电力系统与天气气候系统深度融合支招

■本报记者 林水静 《 中国能源报 》( 2024年04月29日   第 09 版)

  随着气候危机的日渐加剧,极端天气事件频发,加速低碳转型进程变得尤为重要。在日前召开的CWMF2024年会气候变化与可再生能源主题论坛上,这一话题引起行业内热议。与会专家一致认为,当前气象对电力的影响呈现出电力全环节、时间全尺度、地域全覆盖的特征。在“双碳”目标下,随着新型电力系统中风、光、水等可再生能源占比进一步提高,能源电力系统与天气气候系统深度融合势在必行。

  气象是风光水等可再生能源发电的决定性因素,也是影响能源电力安全保供的重要因素。气候变化对电力系统各个环节都有影响。高温干旱会削弱水电等常规电源的出力能力;极热无风、极寒无光等极端天气则会对新能源出力造成很大影响;暴雨洪涝、雨雪冰冻等气象灾害易对输配电关键基础设施造成破坏;同时,随着空调等气象敏感型负荷持续发展,气温对负荷的影响愈发显著,我国用电负荷的‘尖峰化’以及夏冬‘双峰’特征更加显著。”国网能源研究院高级研究员姚力表示。

  过去几年,全球发生多起极端天气下电力供应困难事件。姚力举例,比如2022年春天,热浪引发印度电力危机,导致印度电力需求在春季出现大幅攀升,约9亿人遭遇限电;2023年6月,越南中北部地区出现罕见高温,导致越南水电出力大幅下降,越南电力供应遭遇极大缺口,约有10万家企业和个体工商户受到影响,经济损失达14亿美元。

  国家气候中心气候预测室副主任刘芸芸指出,风光发电受局地气候条件影响,具有间歇性、波动性和不稳定性。加之近年来极端天气气候事件呈现“多发、频发、强发、并发”的态势,严重制约了风光资源的有效利用。开展风光资源的气候风险研究,对提高风光资源利用率、降低风光发电能源安全风险具有重要意义。

  中国电力科学研究院新能源研究中心高级工程师宋宗朋表示,中国气候风险指数近几十年增加58%,极端天气多发对电力系统的影响和挑战进一步提升。“我国的气候改善行动尤其要注重于建设新型电力系统,这是实现‘双碳’目标的重要路径。然而在可再生能源占比升高、极端天气事件增多的背景下,新型电力系统具有更强的气象敏感性,电力电量供需平衡和电网安全运行的难度明显上升,极端天气极易导致电力需求激增、供应受限,增大调度运行难度。”

  从气象电力融合发展趋势来看,姚力认为,可从新能源规划布局、电力保供以及电网安全三方面入手。“比如,在电力保供方面要研究极端天气场景,构建极端天气典型场景集作为电力保供分析研判的基础。同时,发电预测是电力保供关键,需要建立无缝隙、一体化预测技术,同时加强水电预测能力,尽可能把旱涝急转的极端气象天气预测出来,提高电力保供能力。”

  不光是发电能力需要预测,负荷预测同样重要。“需要研究完善网格,县、市、省区域多空间尺度以及分钟、小时、日、月多时间尺度的气温、湿度等气象指标精准负荷预测,提高负荷预测的精度。”姚力进一步表示。

  值得一提的是,今年2月,中国气象局印发《能源气象服务行动计划》,明确到2027年,基本建成适应需求、技术先进、机制完善的能源气象服务体系,能源气象服务能力和效益显著提升,为能源生产、供给、消费和安全提供全链条高质量气象服务。覆盖电源、电网、负荷、储能全链条全场景,短时临近至月、季全尺度无缝隙的一体化能源气象服务业务基本建立,具备小时、公里级的全国风能太阳能监测评估能力。

  因不同天气过程对新能源的具体影响存在较大差异,影响机理复杂、观测能力欠缺、模型体系空白,接下来,有待进一步对此开展专项研究,深入掌握其机理,提升预报和应对能力。宋宗朋建议,要继续推动电力气象预报智能化,提升精准测算供电保障能力。“现有的风光功率预测为单一的确定性出力曲线且预测时长短,在新能源逐渐成为主体电源背景下,不足以有效支撑供电保障决策。下一步,计划依托国家重点研发计划项目等,构建综合表征预测时序量、事件量和概率量的新能源供电保障能力预测技术体系,保障新型电力系统平稳演化与‘双碳’目标的顺利实现。”