淺議電力行業(yè)專業(yè)氣象服務(wù)

周勇 霍玉竹 任瑋穎

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，社會各行業(yè)對氣象信息要求越來越高，電力行業(yè)也不例外，這是電力企業(yè)點(diǎn)多、面廣、線長，多露天作業(yè)特點(diǎn)所決定的。但電力氣象服務(wù)產(chǎn)品缺乏準(zhǔn)確性、及時(shí)性，特別是氣象災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)能力不足，預(yù)報(bào)預(yù)警時(shí)效相對滯后，粗放式的服務(wù)產(chǎn)品和服務(wù)方式已不能滿足用戶的要求。

本文通過對湖北省十堰市電力行業(yè)氣象服務(wù)需求調(diào)查，分析專業(yè)氣象服務(wù)存在的問題，提出進(jìn)一步加強(qiáng)電力氣象服務(wù)的建議，以此增強(qiáng)服務(wù)的針對性、精細(xì)化和時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)電力氣象服務(wù)“智慧”化，為電力生產(chǎn)運(yùn)營、運(yùn)行安全保駕護(hù)航。

電力用戶需求調(diào)查

十堰市位于湖北省西北部，地處秦巴山區(qū)腹地，漢江中上游，北依秦嶺，西靠大巴山，南連神農(nóng)架，東接江漢平原，為典型的北亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，氣候濕潤，光照充足，冬少嚴(yán)寒，夏少酷暑。溫度年際變化不明顯，降水時(shí)空分配極不平衡，多“坨子雨”，氣象災(zāi)害頻發(fā)。多年的十堰市電力氣象服務(wù)實(shí)踐證明，電力行業(yè)的工程建設(shè)、水電生產(chǎn)、火電生產(chǎn)、電力調(diào)度、電力輸送和電網(wǎng)安全等生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)都與氣象條件關(guān)系密切。

供電企業(yè)主要承擔(dān)著電網(wǎng)建設(shè)、電力調(diào)度、電力輸送和電網(wǎng)安全等，服務(wù)于當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活用電。電網(wǎng)建設(shè)十分關(guān)注中短期天氣預(yù)報(bào)，電力調(diào)度需要及時(shí)了解天氣情況。不同季節(jié)電力負(fù)荷是不同的，節(jié)假日、夏季高溫、冬季低溫屬用電高峰時(shí)段，溫度作為電力負(fù)荷預(yù)測重要指標(biāo)，氣象部門既要適時(shí)傳遞氣溫實(shí)況數(shù)據(jù)，又要做好氣溫預(yù)報(bào)。大風(fēng)、暴雨、寒潮、暴雪、高溫、冰雹、雷電等對供電系統(tǒng)、供電安全的影響明顯。每年，從供電用戶在氣象部門開具的災(zāi)害性天氣證明可以看出，十堰地區(qū)的暴雨、雷擊、大風(fēng)是造成供電故障的主要?dú)庀鬄?zāi)害。

此外，十堰市境內(nèi)水資源比較豐富，總量達(dá)386.66 億立方米，全市平均年降水量為834.4毫米。漢江中上游在十堰市的過境長度216 千米，年均匯入丹江口水庫的水量達(dá)262 億立方米，為南水北調(diào)的調(diào)水源頭。丹江口水力發(fā)電廠裝機(jī)容量為96.5萬千瓦，為了確保水庫能夠充分發(fā)揮防汛、供水等綜合效益，該電廠削減發(fā)電量，確保調(diào)水的需要。堵河為漢江中上游南岸一大支流，發(fā)源于大巴山北麓，有西源泗河（堵河主流），南源官渡河，在兩河口匯合后始稱堵河，河流全長354 千米，從西南流向東北，注入丹江口水庫。堵河流域已建成梯級水電站群，有8 個(gè)骨干水電站，包括：鄂坪、周家垸、白果坪、龍背灣（具有調(diào)峰、防洪作用）、松樹嶺、潘口（具有完全年調(diào)節(jié)性能、在流域中防洪作用明顯）、小漩（具有日調(diào)節(jié)性能）、黃龍灘（末級水電站），總裝機(jī)容量148.7萬千瓦。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水電企業(yè)利用長期天氣趨勢預(yù)報(bào)制定發(fā)電計(jì)劃，中短期和臨近天氣預(yù)報(bào)對于水庫防汛調(diào)度尤為重要。

在新能源飛速發(fā)展的今天，氣象資源隨機(jī)波動(dòng)是制約新能源消納的關(guān)鍵因素。風(fēng)速、輻照度等氣象資源具有強(qiáng)烈的隨機(jī)波動(dòng)特性，由于缺乏對氣象資源變化趨勢的準(zhǔn)確把握，導(dǎo)致新能源輸出功率不確定度大。大規(guī)模接入電網(wǎng)后，為保證發(fā)用電平衡，常規(guī)電源備用容量顯著增大，新能源消納空間嚴(yán)重壓縮。

氣象服務(wù)存在問題

雖然電力與氣象有著千絲萬縷的關(guān)系，但受氣象技術(shù)和發(fā)展水平的影響，氣象服務(wù)產(chǎn)品的精準(zhǔn)率和專業(yè)化不夠，氣象信息傳遞渠道不暢，電力與氣象關(guān)系缺乏深入系統(tǒng)的研究，電力氣象服務(wù)產(chǎn)品實(shí)用性和利用率不高。

氣象預(yù)報(bào)的技術(shù)水平直接影響到中、長期天氣趨勢預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品時(shí)空分辨率、局地性和突發(fā)性氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)能力，與電力用戶實(shí)際需求還存在一定差距，氣象服務(wù)僅作為電力生產(chǎn)與調(diào)度的參考，不能作為電力生產(chǎn)的決策依據(jù)。專業(yè)氣象服務(wù)人員素質(zhì)參差不齊，存在著服務(wù)意識不到位，服務(wù)能力不強(qiáng)，被動(dòng)式服務(wù)等問題。

服務(wù)產(chǎn)品缺乏針對性和精細(xì)化

電力氣象服務(wù)產(chǎn)品仍存在不“?！?、不“精”問題，服務(wù)產(chǎn)品過于粗糙，沒有進(jìn)行專業(yè)化的深加工和包裝，專業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品中的“氣象”成分多，“電力氣象”要求的專有屬性偏少。預(yù)報(bào)結(jié)論多為定性的，定量較少，即便是定量預(yù)報(bào)，其細(xì)化程度也不夠。如：雷電對電力行業(yè)危害很大，但雷電監(jiān)測起步較晚，還沒有完全形成專業(yè)化的氣象服務(wù)產(chǎn)品，雷電預(yù)警對電力行業(yè)指導(dǎo)性不強(qiáng)。

氣象信息發(fā)布時(shí)間相對滯后

由于電力生產(chǎn)調(diào)度有很強(qiáng)的計(jì)劃性，要求提前獲取最新的氣象信息，這與目前預(yù)報(bào)產(chǎn)品發(fā)布時(shí)間有一定的出入。如：17時(shí)發(fā)布的短期天氣預(yù)報(bào)需要提前到16 時(shí)，30 日發(fā)布月預(yù)報(bào)需要提前到25 日，12 月底發(fā)布年度預(yù)報(bào)要求能在11 月下旬提供，特別是對電力行業(yè)影響很大的突發(fā)性和重大災(zāi)害性天氣，電力行業(yè)需要提前預(yù)測預(yù)警，及時(shí)發(fā)布。而氣象預(yù)警信息發(fā)布的提前量不足，影響到電力行業(yè)防御措施的落實(shí)。

電力氣象服務(wù)幾點(diǎn)建議

電力行業(yè)對氣象的高敏感性，決定了對氣象服務(wù)的高需求。早在2010 年12月，中國氣象局就與國家電網(wǎng)有限公司在北京簽署《關(guān)于提高電網(wǎng)氣象防災(zāi)減災(zāi)能力的合作框架協(xié)議》，雙方將共同致力于服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，進(jìn)一步完善預(yù)警聯(lián)動(dòng)、常態(tài)化信息服務(wù)和反饋等機(jī)制，不斷提高電網(wǎng)氣象防災(zāi)減災(zāi)能力。

從2014 年開始，中國電科院同美國國家大氣研究中心（NCAR）合作研發(fā)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式，研發(fā)成果包括實(shí)時(shí)四維資料同化、快速循環(huán)更新、集合預(yù)報(bào)等技術(shù)。另外，還針對重要輸電通道和重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)分析，優(yōu)化局地的參數(shù)化方案，提升通道區(qū)域的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度。針對電網(wǎng)需求，還研究了覆冰、雷電、風(fēng)災(zāi)、沙塵暴、舞動(dòng)、暴雨、高低溫、寒潮等災(zāi)害，以及近地面太陽輻照度、風(fēng)機(jī)輪轂高度風(fēng)速等的定制化診斷預(yù)報(bào)要素。生產(chǎn)的格點(diǎn)化預(yù)報(bào)要素，可實(shí)現(xiàn)針對桿塔和發(fā)電機(jī)組定點(diǎn)、定時(shí)、定量的高精度預(yù)報(bào)，大大方便了電網(wǎng)氣象災(zāi)害預(yù)警和新能源發(fā)電調(diào)度工作，促進(jìn)了電網(wǎng)服務(wù)的智慧化。

這是電力和氣象兩個(gè)專業(yè)交流合作的成功典范。以此為鑒，為了更好地服務(wù)于電力用戶，必須清楚電力生產(chǎn)對氣象服務(wù)的需求，以需求為牽引。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)出實(shí)用性的電力氣象服務(wù)產(chǎn)品，建立信息共享機(jī)制，確保信息及時(shí)傳遞，并應(yīng)用到各自業(yè)務(wù)中。

開展電力與氣象的深度研究

加強(qiáng)電力與氣象的合作交流，結(jié)合電力生產(chǎn)的不同環(huán)節(jié)，組成雙方技術(shù)人員共同參與的科研團(tuán)隊(duì)，既要做好現(xiàn)有電力氣象服務(wù)產(chǎn)品的深層次開發(fā)，又要做好電力行業(yè)新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域氣象服務(wù)產(chǎn)品研發(fā)。水電企業(yè)最關(guān)心水電站水庫蓄水，而庫區(qū)的來水主要依靠降雨補(bǔ)給，水庫調(diào)度需要準(zhǔn)確的降水預(yù)報(bào)。電力負(fù)荷預(yù)測是電力調(diào)度的基礎(chǔ)，而降水、氣溫和濕度的變化對負(fù)荷預(yù)測影響很大，要加強(qiáng)氣象要素變化對電力負(fù)荷預(yù)測影響的研究。氣象災(zāi)害對電力行業(yè)危害很大，開展雷電預(yù)測、暴雨洪澇等方面研究也十分必要。同時(shí)，要做好科研成果向業(yè)務(wù)應(yīng)用方面的轉(zhuǎn)化，在實(shí)踐中檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)中完善，在完善中推廣，不斷提高電力氣象服務(wù)產(chǎn)品的科技含量。

開發(fā)適應(yīng)電力生產(chǎn)服務(wù)產(chǎn)品

專業(yè)氣象服務(wù)應(yīng)該主動(dòng)適應(yīng)電力用戶的行業(yè)特點(diǎn)，并發(fā)揮其最大效能。做好水電企業(yè)的流域內(nèi)雨量預(yù)報(bào)、強(qiáng)降水預(yù)報(bào)，特別是汛期首場暴雨和秋汛最后一場暴雨，為水庫調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。做好供電企業(yè)的降水、溫度、濕度、霧和大風(fēng)等氣象要素預(yù)報(bào)，節(jié)假日天氣預(yù)報(bào)，電力負(fù)荷預(yù)測氣象服務(wù)，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品釋解，特別是暴雨、洪澇、雷電、冰雹、大風(fēng)、強(qiáng)降溫、降雪、凝凍等氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)。充分發(fā)揮氣象基礎(chǔ)業(yè)務(wù)對專業(yè)氣象服務(wù)技術(shù)指導(dǎo)和支撐作用，以及專家和專業(yè)人員的主觀能動(dòng)性，充分利用氣象現(xiàn)代化建設(shè)成果，努力提高天氣預(yù)報(bào)和氣象災(zāi)害預(yù)警的精準(zhǔn)率和提前量，使專業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品成為電力生產(chǎn)中不可缺少的一部分，發(fā)揮專業(yè)氣象服務(wù)在電力生產(chǎn)中的決策依據(jù)作用。

建立電力行業(yè)氣象服務(wù)系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)電力與氣象的資料共享，方便快捷的服務(wù)于電力用戶，建立電力氣象服務(wù)系統(tǒng)非常必要。該系統(tǒng)要密切結(jié)合電力行業(yè)生產(chǎn)，嵌入電力用戶業(yè)務(wù)流程中所需要的專業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品，包括：氣象綜合觀測資料、常規(guī)天氣預(yù)報(bào)、電力負(fù)荷預(yù)測氣象預(yù)報(bào)、雷電監(jiān)測預(yù)報(bào)服務(wù)、細(xì)網(wǎng)格數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、流域面雨量預(yù)報(bào)服務(wù)、重大氣象專項(xiàng)服務(wù)、天氣預(yù)警預(yù)報(bào)發(fā)布等。通過電力和氣象深度融合，使氣象信息真正融入到電力行業(yè)主流業(yè)務(wù)，有效推進(jìn)電力氣象服務(wù)智慧化，使電力用戶通過Web服務(wù)端和微信公眾號等形式獲取及時(shí)、準(zhǔn)確的氣象服務(wù)信息。