利用风、光资源发电，加快可再生能源替代，是推动我国能源结构转型、实现碳达峰碳中和目标的重要方式。3月23日世界气象日来临之际，记者来到国家电投江苏海上风力发电有限公司滨海南H3风电场，探访海上“大风车”如何利用气象科技服务新能源产业高质量发展，助力“双碳”目标实现。
追风逐电，精密监测气象要素
3月20日上午，经过1小时航行，记者来到距离滨海县海岸线36公里处的国家电投江苏海上风力发电有限公司H3风电场，现场一排排约100米高的海上“大风车”不停转动，将电通过海底电缆输送到千万家。
我省位于亚洲东部中纬度地区，具有明显的季风气候特征，是全国风能资源的“富户”。“江苏沿海地区风速梯度较大，风速等值线基本与海岸线平行，大部分海域70米高度风速超过7米/秒，是名副其实的‘风电宝地’。”省气象服务中心能源气象科副科长王博妮说。
据介绍，江苏陆地风电可开发量达300万千瓦，近海风电可开发量近期为1000万千瓦，远期为3000万千瓦。至去年底，江苏海上风电累计装机容量达1182.3万千瓦，占据全国“半壁江山”。
“海上风电场从选址开始就需要收集风速、风向、气温、相对湿度、太阳辐射、云量等长期观测数据评估风资源，选择合理的地点。”王博妮说。
省气象服务中心早在2017年就开始为海上风电项目提供气象服务。除了为海上天气规律“把脉”外，精密捕捉海上天气的阴晴也是气象服务人员的重要工作。海上强对流、大风、海雾、台风等高影响天气极大影响着海上风电场的建设施工、运维生产。在国家电投江苏海上风力发电有限公司H3场区，省气象部门布设了专业的气象要素观测设备，捕捉风电场海域风、云、雨、雷的变化，确保海上风电场安全运行和生产。
至2022年8月，我省建立起完善的江苏海上风电气象服务工作机制，根据海上风电气象服务需求，研发了全国首个海上风电智能气象服务系统，并服务于江苏8个海上风电发电场。
提高监测能力，捕捉“漏网之鱼”
穿上操作服，系紧安全扣，记者爬上距离海面30米高的海上升压站。不远处，200台风机被薄薄一层轻雾笼罩，蔚为壮观。
“海风达到3米/秒，风机就开始发电；海风超过25米/秒，风机就要停下，以保障风机安全。”国家电投集团江苏海上风力发电有限公司总经理助理杨荣说，海上风电“靠天吃饭”，要根据气象预报服务调控风机，如何在高影响天气下既保证机组安全又稳定输出是个难点。
精准预报和精细服务至关重要。每天早晨，王博妮都会打开海上风电智能气象服务系统，预报基于风电场位置的未来5天的逐小时10米风、100米风、温度、相对湿度、气压、雷电概率、降水量等气象要素。她指着屏幕的一个格点说，“你看，冷空气要来了，海面10米风力逐渐增强，浪高也由小变大了；到了夏天，强对流天气高发，有过程影响时，雷电概率会更高。”
省气象部门还利用机器学习多种算法，结合遥感卫星、雷达资料、测风塔数据、升压站自动观测资料等，研发海上风电高影响天气预报预警技术，为海上风电出力、资源调度、运维保障等提供参考。用一张天气预警“网”，捕捉预测范围内的高影响天气“漏网之鱼”。“该系统应用推广后，进一步提高风电场预报的准确性和可操作性，增强海上风电气象服务的针对性、科学性、规范性。”省气象服务中心副主任黄亮说。
气象预报护航，风电稳定输送
滨海海上风电发电场的气象服务项目投运以来，工作人员借助海上升压站的海上风电场气象安全监控管理系统，能实时监控风电场附近的精细气象水文信息，及时指导海上风电运维工作，并跟踪定位运维人员与船舶轨迹，保障运维安全。
“该技术应用后，滨海风电场年发电量逐年提高。2022年，滨海海上风电场发电量首次突破21亿千瓦时，累计完成发电量28.63亿千瓦时，相当于减少二氧化碳排放量190万吨。”杨荣说。
目前，省气象服务中心自主研发的江苏海上风电智能气象服务系统、海上风电气象服务小程序为海上风电企业提供气象预报服务指导和决策依据。“我们的产品还在国家电投江苏海上风电公司、华电重工、江苏省水上搜救中心等部门得到推广应用，未来还可广泛推广。”黄亮表示。
国家统计局数据显示，2022年，水电、核电、风电和太阳能发电等清洁能源发电增长5.3%。随着海上风电气象预报预警技术进步、海上风电气象服务保障能力不断提升，气象对江苏海上风电发展将发挥更为可靠的支撑作用，为江苏新能源产业高质量发展提供更强助力。
记者 张宣
通讯员 陈晓颖 实习生 孙广哲
