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科技赋能经济社会高质量发展丨河南:驭风而行 智“绘”绿色能源图景

发布时间:2025年06月10日 来源:中国气象报社

河南省开封市兰考县曾是风沙为害的“风沙窝”,如今成为全省首个平原风电项目实施地。全县300座“超级大风车”矗立在昔日风口之上昼夜转动,化风为电。

河南省风能资源空间分布存在显著的地域差异,豫北太行山东部的山地和山前丘陵高地、豫西伏牛山东部山地丘陵等区域可被开发风电的风能资源丰富,年平均风功率密度为每平方米200瓦至500瓦。截至2024年底,河南风电装机容量达2333.75万千瓦,较前年末增长7.2%,占全省总装机的15.91%。随着风电装机容量的增长,风力发电这一“辅助电源”逐渐向“主力电源”转变。

风力发电,得益于风,也囿于风。风速过低无法有效发电,风速过高则可能需要停机保护。风资源的时变特性所引发的随机波动、间歇出力及不确定性,使得电力系统安全优质运行面临挑战。

2021年,河南省发展和改革委员会批复成立河南省风能太阳能气象工程研究中心。围绕风能 、太阳能等新能源气象服务领域的关键难题,该中心重点开展风能、太阳能等新能源可开发量估算,风能、太阳能全流程监测评估预报技术以及风能、太阳能高影响天气监测预警等方面技术攻关。

针对风电行业特性,河南省气象部门研发格点化风速预报产品,预报空间尺度细化至3公里,时间分辨率精确到15分钟,并首次实现预报高度与风机轮毂高度动态匹配。每当有大风过程时,不仅能提前锁定瞬时风速,还能通过多种机器学习算法持续修正风速变化曲线,指导风电场及时调整参数,规避机组因风速超限而切出的风险。

除风速外,雨雪冰冻对风力发电功率预测准确率的影响也极大。据此,省气象服务中心技术人员利用耦合覆冰、融冰模型的中尺度数值天气预报模式,开展风机叶片覆冰起止时间的预报,提前1至2天覆冰报出率达70%,起止时间预测误差平均在5小时内。2024年初,河南出现持续雨雪冰冻天气,该技术的应用为全省新能源停运容量估算提供了有力支撑。

基于一系列科研成果,河南省气象局打造新能源气象监测与功率预测平台。通过该平台可实现“数据诊脉”,30秒内识别各新能源场站14类气象要素异常数据,解决了风电“看不见、摸不着”的监测难题,并开展风电气象条件预报,动态划分风电低发、高发、满发、切出区域,支撑未来14天电力平衡分析,为电网提前规划调峰策略提供依据。同时,平台“一场一策”服务模块为全省221个风电场站建立起“数字档案”,实现场站级别风机发电功率预测。目前,该平台已接入全省电网调度系统,开始在应用实践中发挥作用和效益。

(作者:陈争 张莹 王梅娟 张玮 责任编辑:张林)

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