国家能源局数据披露，截至2021年10月底，我国可再生能源发电累计装机容量达到10.02亿千瓦，突破10亿千瓦大关，其中风电达到2.99亿千瓦，持续保持世界第一，同比增长30.4%。
然而，在装机容量高速增长的背后，风电“有装机无出力”的现象却十分突出，国家电网能源研究院院长张运洲早前在2021北京国际风能大会开幕式中指出，以东北地区为例，2021年入夏以来，东北3560万千瓦风电装机出力在一段时间内只有5万千瓦，不到装机的千分之二。
而天气条件是影响风电出力的主要因素。这意味着，在风电逐渐成为新型电力系统中的“支柱”之一时，需要对气候风险给予高度关注。
最小出力远低于装机容量
张运洲表示，2021年9月下旬，东北限电期间，新能源出力远不及装机容量的10%。此外，2021年以来，华北、西北、华东、华中和西南地区的风电最小出力仅占总装机的1.2%、2.1%、0.8%、1.2%和0.4%。
在南方区域，风电出力也远低于风电装机容量，风电有效装机容量有限。2020年，云南全年风电出力最小值仅占风电装机比值为0.7%；贵州全年风电出力最小值仅占风电装机比值为0.6%。2020年，南方五省区各省区中平均出力与风电装机比值最大为32%（云南），最小为17%（贵州）；风电出力最大值与风电装机比值最大为89%（海南），最小为51%（广东）。
“总体来说，新能源发电受气象因素的影响大。”南方电网能源发展研究院新能源研究所副所长杨再敏说。
具体到南方五省区，杨再敏分析，从季度分布特性来看，风电出力整体呈现出夏天少、冬天多的特征。此外，夏秋季节风电出力较为分散，变化率大，波动性强；春冬季节风电出力较为密集，变化率小，波动性弱。
南方电网公司一名调度工作人员说，风能对于气象预测的依赖度和要求都在逐渐提高，构建精细化的气象数值预报系统，才能化被动为主动，保障电网安全稳定运行。
贵州电网公司电力科学研究院防冰减灾专责杨旗介绍说，目前电力调度部门对新能源的调度主要基于新能源场站上报的预测数据，而对于电网而言，不仅需要实时监测场站数据，也需要更为精确地掌握输电线路走廊气象等综合状态数据，这将直接决定新能源送出通道下的输电线路动态最大载流量和在极端天气条件下新能源发电的调度。
预测+备用：应对极端天气
2021年初发生在美国得州的极端暴雪天气造成大面积的电力和供水系统瘫痪，导致居民多日断水断电。媒体曾刊发评论称“得州对风能的过度依赖使得电网在恶劣天气下更加脆弱”。
报道指出，寒潮来袭之际，该州有一半的风力涡轮机冻住，导致风力发电迅速下降。
虽然风电“掉链子”并非得州大停电的主因，但其涉及的气候风险却足够警醒能源行业，在风电出力大幅波动时做好准备。
极端天气事件往往伴随着异常的气象要素变化。例如，在高温热浪和静力稳定大气环境下，由于大范围的静风环境，造成风力发电机无风驱动，使其在一定时段内几乎没有可能发电。
极寒条件同样不适合风机运行。上海电气集团技术专家表示，风机的正常运行温度是零下10度到40度，生存温度是零下20度到50度。“如果温度下降到零下20度以下，我们会主动停机对风机进行保护。”
应对极端天气事件，特别是极端温度事件如热浪、极寒，需要大量的能源储备和灵活的调配机制支撑，因气候变化引发的极端天气事件会使未来的能源供给需求呈现异常复杂的局面。电网对风能等间歇性可再生能源的依赖程度越高，在供需发生巨大变化时的稳定性就越低。
南网科研院防灾减灾岗研究员黄晶透露，目前电力系统从气象机构获取的气象预报信息，主要建立在公共气象服务基础上，与电网小空间、多时间尺度、点对点精细化预报要求的差距还比较大。
据了解，南方电网公司正在构建电力生产全域高分辨率数值天气预报系统，将在新能源规划布局、新能源功率预测、电网防灾减灾、电网负荷预测等4个方面支撑新型电力系统的控制和运行。
与一般采用天气学方法并结合经验而成的天气预报不同，数值天气预报是根据大气实际状况，在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机进行数值计算，求解描述天气演变过程的动力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。这种方法是定量且客观的。
黄晶指出，构建精准化电力气象预报分析系统，可以实现不同类型发电功率实时预测和区域用电负荷预测基础上的电网稳定调度，有效减轻新能源发电不稳定性对电网产生的影响，提高新能源利用效率。
国家气候中心副主任巢清尘近日在接受媒体采访时提到，国家气候中心针对风电、光伏发电的时空互补性，提出了不同地区风电、光伏开发的最优配比地图，即发电最稳定情况下风电和光伏的最优比例。
复旦大学发展研究院、大气与海洋科学系/大气科学研究院教授级高级工程师汤绪撰文提到，要提高全社会对建设韧性气候能源供给体系重要性的认识，把气候韧性能源供给冗余的理念落实在各项行动之中。
他提出要把韧性气候能源供给能力作为韧性社会建设的一项重要指标纳入安全发展指标体系。研究制定气候变化背景下，气候韧性能源供给冗余幅度的设置，并以此作为建设气候韧性体系的重要冗余指标。
（图片来源：veer图库）
