国家气候中心向洋:风光资源精细化数值技术产品助力国家能源转型

能见App 2023年10月17日 23702

2023年10月16日-19日,2023北京国际风能大会暨展览会(CWP2023)在北京如约召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京,聚焦中国能源革命的未来。

本届大会以“构筑全球稳定供应链 共建能源转型新未来”为主题,将历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“全球风电产业布局及供应链安全”“双碳时代下的风电技术发展前景”“国际风电市场发展动态及投资机会”“风电机组可靠性论坛”等不同主题的21个分论坛。能见App全程直播本次大会。

10月17日上午,国家气候中心向洋在“风资源技术论坛上”发表了题目为《风光资源精细化数值技术产品助力国家能源转型》的主旨发言。

以下为演讲全文:

    尊敬的各位领导专家,大家上午好!很高兴参加本次会议,我非常荣幸做题为《风光资源精细化数值技术产品助力国家能源转型》报告。

    党的二十大报告指出,积极稳妥推进碳达峰碳中和,加快建设新型能源体系。中国气象局响应党中央的号召,先后印发指导文件和计划,国家气候中心也成立气候资源服务团队,展现气候人应对变化的担当。

    当前,风光资源技术服务体系主要代表有wrf、merra2、中尺度等技术路线。我国自上世纪80年代以来,先后开展5次风能资源的普查工作,第五次普查工作开始于2007年,清华大学在无锡研发中国风能大数据。

    介绍一下数据的情况,研发过程当中使用变分同化技术与动同化技术相结合,最大限度融合观测数量,同化技术可以利用分钟资料,使用的资料包括中国地面观测资料,全球地面观测太空、卫星、雷达、船舶等资料。

    此外,运用首个太阳能数值预报模型,该模型计算每一个表面辐射,可以对太阳辐射进行高频输出。也改变了太阳能的位置计算方法,提高太阳能计算精度,同时考虑气溶胶辐射和云之间的反馈。

    前后研制BCC3KM,包括风向、风公里密度等,时间范围是1995年-2016年受供电企业朋友的要求,现在已经延续到2022年。分辨率为3公里,垂直分辨率为10米,空间覆盖中国大陆以及附近区域,以及“一带一路”沿线主要国家,该数据集是国内首套时间训练最长、覆盖度最广的数字融合产品。

    气候中心数据经过严格的检验,与测风塔进行对比检验、海岛站进行检验最终形成检测报告,并通过专家评审。与400观测塔的数据来看,在70高的风速,相对偏差小于10%的站点,占总站点的比例达到77%,而100米处风速偏差小于10%的占比,高达80%。

    复杂地形区域与主流的产品比较,在云南、新疆占比,50米处BBC风速明显优于MERRA。经过福建平台检验,精度优于MERRA。

    整体而言,BCC3km和MERRA对比,BCC3km年平均风速与实测值更加接近。而merra2在四川、云南等地存在比较大的偏差,这个数据与中国近海的浮标、气象站对比检验发现,近9成的位置实测风速与再分析的系数超过0.5,其中近一半超过0.7。

    此外,太阳能可以提高模式对水平的精度,经过全国62个太阳能短波辐射的数据,通过模拟检验,发现误差在135w每平方米。这一套数据可以应用中国近海的功能普查,宏观选址和开发,也可以利用“一带一路”沿线和风能资源选址和开发。

    这套数据还可以虚拟测风塔结合用于海上开发和风电开发,基于BCC3km水平线辐射助力太阳能集中开发和分散式开发。基于此数据库,研发陆上系统可以查阅关键参数,为企业提供一站式解决方案。还开发中国近海评估系统,该系统可以查询我国海域任意区域的参数,目前该系统已向多家企业提供技术支持服务。

    面向未来,国家气候中心制定相应的能源开发利用战略,着力构建高分辨率海陆精细化平台,新能源电力极端天气预警平台,以及中长期预测平台,为新能源开发规划,新能源调度提供精细化的服务保障。

    卫星资料长序列气候数据集,为了进一步拓宽海上风电开发的潜在区域,基于多元卫星产品,利用中国近海浮标数据开展多元卫星定标与融合算法研究,最终研发出多元卫星长序列海面风产品,该空间分辨率为12.5公里,包含多实验产品。从海面风速产品与浮标的对比,与海岛站的对比来看数据可靠性高。可以作为中国近海风资源分析,风电资源分析统计重要参考数据,可以满足发电企业和设备制造企业全球海上风电分析需要。

    此外,利用船舶观测和卫星大数据,计算网格点上的风速,为海上风电、科研、风电机组提供可靠的数据。构建海务、海冰监测系统,可以为风险管理提供参考。

    国家气候中心基于传播资料和持有平台资料,构建综合服务系统,能够为提供中国近海的海表面风速,海浪、海冰的有效监测,能够为基础设计,海洋牧场提供服务。

经过我们近几年的努力,国家气候中心近百米的风资源预测评估系统,以及全球陆上高分辨率风资源评估系统数据集即将面世敬请期待,谢谢大家的聆听。

(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)