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他們讓氣象預(yù)報越來越“聰明”

　　本網(wǎng)訊（雷海超）“我們對‘杜蘇芮’臺風(fēng)風(fēng)力、路徑、降水等信息開展實時預(yù)報，并與衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時比對，臺風(fēng)路徑誤差指標(biāo)與國際主流水平相當(dāng)。”

　　
▲?2023年5號臺風(fēng)“杜蘇芮”路徑預(yù)測

　　不久前，超強(qiáng)臺風(fēng)“杜蘇芮”橫掃三峽集團(tuán)福建區(qū)域海上風(fēng)電場，三峽上海院氣象科創(chuàng)團(tuán)隊（以下簡稱“氣象團(tuán)隊”）新研發(fā)的氣象智慧應(yīng)用綜合平臺派上了用場。“有了這一平臺，可以對臺風(fēng)生成、移動、強(qiáng)度等氣象要素進(jìn)行多時空尺度精細(xì)化模擬、預(yù)警、預(yù)測，提高風(fēng)電場預(yù)測準(zhǔn)確度的考核達(dá)標(biāo)率，從而優(yōu)化發(fā)電并網(wǎng)效率，提升海上風(fēng)電場站在極端天氣狀況下的氣象資源利用效率。”氣象團(tuán)隊負(fù)責(zé)人李矜霄介紹說。

　　

▲ 排頭兵：全球首臺16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機(jī)組 攝影：韓磊

　　“靠天吃飯”是新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展難題，當(dāng)每一縷風(fēng)、每一抹光轉(zhuǎn)化為綠色電力，風(fēng)云變幻的天氣也給新能源場站規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維、營銷等帶來了不確定性的挑戰(zhàn)。隨著當(dāng)前我國的非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量占比達(dá)到50.9%，歷史性超過化石能源發(fā)電裝機(jī)容量，“風(fēng)光”新能源在能源體系中的占比不斷攀升，業(yè)內(nèi)積極應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的需求也愈發(fā)迫切。

　　以今年6月，在我國東南海域成功實現(xiàn)吊裝的全球首臺16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組為例，強(qiáng)勁的海風(fēng)是吊裝的最大挑戰(zhàn)，葉片在百米高空要與輪轂實現(xiàn)毫米級對接，每一絲晃動都牽動著施工人員的心，對“風(fēng)云”的預(yù)測決定了吊裝的成敗，多大風(fēng)速下可以吊裝？多大風(fēng)速下要停止吊裝？每一個環(huán)節(jié)都需要氣象服務(wù)保障。

　　“新能源是三峽集團(tuán)的核心主業(yè)，實現(xiàn)氣象核心技術(shù)自立自強(qiáng)是保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。為此，我們組建了專業(yè)機(jī)構(gòu)‘氣象科學(xué)創(chuàng)新中心’，以博士學(xué)位為主導(dǎo)的10人氣象科技研發(fā)隊伍全部來自于國內(nèi)一流科研機(jī)構(gòu)和院校。”三峽上海院黨委書記、董事長桂許德說。

　　“氣象預(yù)警信息如何助力風(fēng)電場運(yùn)維？氣象服務(wù)平臺還有哪些缺項漏項？雖然都是氣象專業(yè)背景的高才生，但這支年輕隊伍起初對三峽集團(tuán)清潔能源主業(yè)的氣象需求并不熟悉。”李矜霄說。

　　通過深入到海上風(fēng)電場一線調(diào)研，從項目選址、建設(shè)到運(yùn)維，氣象團(tuán)隊全方位摸清了風(fēng)電場項目各個生命周期的氣象需求。在設(shè)計階段，氣象服務(wù)需提供某區(qū)域的多年氣候特征等信息，為風(fēng)資源的評估和風(fēng)電場選址提供參考依據(jù)；在建設(shè)階段，需時刻注意天氣的變化，避免極端天氣過程引發(fā)安全事故及工程質(zhì)量問題；在運(yùn)維階段，精準(zhǔn)的氣象數(shù)據(jù)可以為風(fēng)光功率預(yù)測提供準(zhǔn)確驅(qū)動數(shù)據(jù)，可靠的人工智能算法和數(shù)值模型可以提升功率預(yù)測精度，降低新能源場站運(yùn)維成本，增加運(yùn)行效益，為風(fēng)電現(xiàn)貨交易提供策略基礎(chǔ)。　　

▲?氣象智慧應(yīng)用綜合平臺變網(wǎng)格模式搭建

　　有了深入的調(diào)研基礎(chǔ)，才有“定制化”科研項目的立項。氣象團(tuán)隊借鑒歐洲中期天氣預(yù)報中心、美國國家環(huán)境預(yù)報中心等平臺建設(shè)，搭建自主的氣象“數(shù)值模式”。

　　“萬丈高樓平地起，我們一次又一次聚在一起研討模式架構(gòu)、修改代碼，通宵達(dá)旦、越挫越勇，最終成功搭建了一套屬于自己的數(shù)值模式系統(tǒng)。”李矜霄說。據(jù)氣象團(tuán)隊成員臧鈺歆、顏子翔介紹，該系統(tǒng)已經(jīng)申請專利13項，登記軟件注冊權(quán)5項，發(fā)表SCI論文3篇，初步形成核心競爭力。

　　目前，臺風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)已開始業(yè)務(wù)化試運(yùn)行。團(tuán)隊任意選取了150個臺風(fēng)個例對標(biāo)國際先進(jìn)模式同期預(yù)報結(jié)果，臺風(fēng)路徑預(yù)報偏差較之減少5%，可提前一周預(yù)報出臺風(fēng)路徑轉(zhuǎn)折并實時滾動預(yù)測。　　

▲?氣象智慧應(yīng)用綜合平臺可視化平臺

　　可視化是氣象智慧應(yīng)用綜合平臺應(yīng)用的重要一項，通過可視化畫面可以形象展示氣象預(yù)報要素，包括溫度、濕度、風(fēng)場、降水、云量、輻射通量、海溫、海浪、臺風(fēng)、雷暴等。“我們通過氣象可視化程序?qū)?shù)據(jù)直接輸出為圖片，圖片接入可視化平臺進(jìn)行展示，已經(jīng)形成了每日定時自動傳輸數(shù)據(jù)-自動繪圖-可視化平臺接入等一套完整的業(yè)務(wù)化流程。”氣象團(tuán)隊李嗣源說。

　　“我們要做的，是打造智慧氣象，讓風(fēng)云更可測，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)貢獻(xiàn)力量。”李矜霄說。

編輯：喻清卿? 楊思恒

發(fā)布日期：2023年08月24日