淺議電力行業專業氣象服務

周勇 霍玉竹 任瑋穎

隨著社會經濟的發展和人民生活水平的不斷提高，社會各行業對氣象信息要求越來越高，電力行業也不例外，這是電力企業點多、面廣、線長，多露天作業特點所決定的。但電力氣象服務產品缺乏準確性、及時性，特別是氣象災害預測預報能力不足，預報預警時效相對滯后，粗放式的服務產品和服務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氣象服務需求調查，分析專業氣象服務存在的問題，提出進一步加強電力氣象服務的建議，以此增強服務的針對性、精細化和時效性，實現電力氣象服務“智慧”化，為電力生產運營、運行安全保駕護航。

電力用戶需求調查

十堰市位于湖北省西北部，地處秦巴山區腹地，漢江中上游，北依秦嶺，西靠大巴山，南連神農架，東接江漢平原，為典型的北亞熱帶大陸性季風氣候，氣候濕潤，光照充足，冬少嚴寒，夏少酷暑。溫度年際變化不明顯，降水時空分配極不平衡，多“坨子雨”，氣象災害頻發。多年的十堰市電力氣象服務實踐證明，電力行業的工程建設、水電生產、火電生產、電力調度、電力輸送和電網安全等生產經營環節都與氣象條件關系密切。

供電企業主要承擔著電網建設、電力調度、電力輸送和電網安全等，服務于當地的工農業生產和居民生活用電。電網建設十分關注中短期天氣預報，電力調度需要及時了解天氣情況。不同季節電力負荷是不同的，節假日、夏季高溫、冬季低溫屬用電高峰時段，溫度作為電力負荷預測重要指標，氣象部門既要適時傳遞氣溫實況數據，又要做好氣溫預報。大風、暴雨、寒潮、暴雪、高溫、冰雹、雷電等對供電系統、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害性天氣證明可以看出，十堰地區的暴雨、雷擊、大風是造成供電故障的主要氣象災害。

此外，十堰市境內水資源比較豐富，總量達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262 億立方米，為南水北調的調水源頭。丹江口水力發電廠裝機容量為96.5萬千瓦，為了確保水庫能夠充分發揮防汛、供水等綜合效益，該電廠削減發電量，確保調水的需要。堵河為漢江中上游南岸一大支流，發源于大巴山北麓，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 個骨干水電站，包括：鄂坪、周家垸、白果坪、龍背灣（具有調峰、防洪作用）、松樹嶺、潘口（具有完全年調節性能、在流域中防洪作用明顯）、小漩（具有日調節性能）、黃龍灘（末級水電站），總裝機容量148.7萬千瓦。調查發現，水電企業利用長期天氣趨勢預報制定發電計劃，中短期和臨近天氣預報對于水庫防汛調度尤為重要。

在新能源飛速發展的今天，氣象資源隨機波動是制約新能源消納的關鍵因素。風速、輻照度等氣象資源具有強烈的隨機波動特性，由于缺乏對氣象資源變化趨勢的準確把握，導致新能源輸出功率不確定度大。大規模接入電網后，為保證發用電平衡，常規電源備用容量顯著增大，新能源消納空間嚴重壓縮。

氣象服務存在問題

雖然電力與氣象有著千絲萬縷的關系，但受氣象技術和發展水平的影響，氣象服務產品的精準率和專業化不夠，氣象信息傳遞渠道不暢，電力與氣象關系缺乏深入系統的研究，電力氣象服務產品實用性和利用率不高。

氣象預報的技術水平直接影響到中、長期天氣趨勢預報準確率，數值天氣預報產品時空分辨率、局地性和突發性氣象災害預報能力，與電力用戶實際需求還存在一定差距，氣象服務僅作為電力生產與調度的參考，不能作為電力生產的決策依據。專業氣象服務人員素質參差不齊，存在著服務意識不到位，服務能力不強，被動式服務等問題。

服務產品缺乏針對性和精細化

電力氣象服務產品仍存在不“專”、不“精”問題，服務產品過于粗糙，沒有進行專業化的深加工和包裝，專業氣象服務產品中的“氣象”成分多，“電力氣象”要求的專有屬性偏少。預報結論多為定性的，定量較少，即便是定量預報，其細化程度也不夠。如：雷電對電力行業危害很大，但雷電監測起步較晚，還沒有完全形成專業化的氣象服務產品，雷電預警對電力行業指導性不強。

氣象信息發布時間相對滯后

由于電力生產調度有很強的計劃性，要求提前獲取最新的氣象信息，這與目前預報產品發布時間有一定的出入。如：17時發布的短期天氣預報需要提前到16 時，30 日發布月預報需要提前到25 日，12 月底發布年度預報要求能在11 月下旬提供，特別是對電力行業影響很大的突發性和重大災害性天氣，電力行業需要提前預測預警，及時發布。而氣象預警信息發布的提前量不足，影響到電力行業防御措施的落實。

電力氣象服務幾點建議

電力行業對氣象的高敏感性，決定了對氣象服務的高需求。早在2010 年12月，中國氣象局就與國家電網有限公司在北京簽署《關于提高電網氣象防災減災能力的合作框架協議》，雙方將共同致力于服務社會經濟發展，進一步完善預警聯動、常態化信息服務和反饋等機制，不斷提高電網氣象防災減災能力。

從2014 年開始，中國電科院同美國國家大氣研究中心（NCAR）合作研發數值天氣預報模式，研發成果包括實時四維資料同化、快速循環更新、集合預報等技術。另外，還針對重要輸電通道和重點區域進行重點分析，優化局地的參數化方案，提升通道區域的預報準確度。針對電網需求，還研究了覆冰、雷電、風災、沙塵暴、舞動、暴雨、高低溫、寒潮等災害，以及近地面太陽輻照度、風機輪轂高度風速等的定制化診斷預報要素。生產的格點化預報要素，可實現針對桿塔和發電機組定點、定時、定量的高精度預報，大大方便了電網氣象災害預警和新能源發電調度工作，促進了電網服務的智慧化。

這是電力和氣象兩個專業交流合作的成功典范。以此為鑒，為了更好地服務于電力用戶，必須清楚電力生產對氣象服務的需求，以需求為牽引。在此基礎上，開發出實用性的電力氣象服務產品，建立信息共享機制，確保信息及時傳遞，并應用到各自業務中。

開展電力與氣象的深度研究

加強電力與氣象的合作交流，結合電力生產的不同環節，組成雙方技術人員共同參與的科研團隊，既要做好現有電力氣象服務產品的深層次開發，又要做好電力行業新的業務領域氣象服務產品研發。水電企業最關心水電站水庫蓄水，而庫區的來水主要依靠降雨補給，水庫調度需要準確的降水預報。電力負荷預測是電力調度的基礎，而降水、氣溫和濕度的變化對負荷預測影響很大，要加強氣象要素變化對電力負荷預測影響的研究。氣象災害對電力行業危害很大，開展雷電預測、暴雨洪澇等方面研究也十分必要。同時，要做好科研成果向業務應用方面的轉化，在實踐中檢驗，在檢驗中完善，在完善中推廣，不斷提高電力氣象服務產品的科技含量。

開發適應電力生產服務產品

專業氣象服務應該主動適應電力用戶的行業特點，并發揮其最大效能。做好水電企業的流域內雨量預報、強降水預報，特別是汛期首場暴雨和秋汛最后一場暴雨，為水庫調度提供科學依據。做好供電企業的降水、溫度、濕度、霧和大風等氣象要素預報，節假日天氣預報，電力負荷預測氣象服務，數值天氣預報產品釋解，特別是暴雨、洪澇、雷電、冰雹、大風、強降溫、降雪、凝凍等氣象災害預報。充分發揮氣象基礎業務對專業氣象服務技術指導和支撐作用，以及專家和專業人員的主觀能動性，充分利用氣象現代化建設成果，努力提高天氣預報和氣象災害預警的精準率和提前量，使專業氣象服務產品成為電力生產中不可缺少的一部分，發揮專業氣象服務在電力生產中的決策依據作用。

建立電力行業氣象服務系統

為了實現電力與氣象的資料共享，方便快捷的服務于電力用戶，建立電力氣象服務系統非常必要。該系統要密切結合電力行業生產，嵌入電力用戶業務流程中所需要的專業氣象服務產品，包括：氣象綜合觀測資料、常規天氣預報、電力負荷預測氣象預報、雷電監測預報服務、細網格數值天氣預報、流域面雨量預報服務、重大氣象專項服務、天氣預警預報發布等。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主流業務，有效推進電力氣象服務智慧化，使電力用戶通過Web服務端和微信公眾號等形式獲取及時、準確的氣象服務信息。