刘晓琳的一天从清晨5时开始。
一睁开眼，她便打开手机上的数值天气预报系统。屏幕上，温度、气压、湿度、风速等动态图不断变化，多维度的元素定义着天气的演变。她的任务是随时关注气团的强度、移动速度和前进方向，提前研判是否有极端天气将影响电力设备的正常运行。刘晓琳在中国电力科学研究院有限公司新能源研究中心工作。在面对冰雪天气时，她希望自己能够保持领先。
12月11日，我国中东部地区迎来大范围雨雪和寒潮，北京下起了今冬的第一场雪。在新能源研究中心的数值天气预报中心，刘晓琳和她的同事们连续几天都在忙碌。作为电力系统的气象预报员，他们极为关注极端天气对供电的影响。他们查看气象数据、录入预测模型、分析预测结果、编制并审核气象专报……他们将生成的气象专报上传到发布平台，供国家电网有限公司总部和省级电力公司查阅。“这次雨雪寒潮天气降温幅度大，雨雪影响范围广、持续时间长、累计降水量大、相态复杂、极端性强。我们成立了应急值班小组，24小时值守，编制了30余份报告，参与了公司的应急会商十余次，为各单位提前部署保供力量提供了信息支撑。”刘晓琳说。
12月14日，国网冀北超高压公司特高压输电运维班的班长李达与同事们巡检±800千伏锡泰直流线路，查看线路的覆冰情况。“经现场核实，未发现舞动情况。”他们将现场情况反馈给生产管控中心的值班员。在整个降雪过程中，冀北电网整体运行平稳，这与充分的应急准备密不可分。“一旦接到天气预警，我们就会滚动研判分析覆冰、舞动、积雪、低温等对电网的影响，加强线路冰情监测，向客户发布预警信息，公司的各相关部门和供电服务中心7×24小时值班，应急救援队伍和抢修队伍随时待命。”国网冀北电力有限公司安监部应急主管刘晓鹏说。
“气象条件是影响电网稳定运行的重要因素。输变电设备分布在野外，所在区域地形复杂、气象环境多变。在低温寒潮等极端天气下，温度敏感型用电负荷容易急剧增长。这给冬季的电力供应带来了不小的挑战，也给电网的气象预报提出了新的要求。”刘晓琳介绍。
2010年，中国电科院在国家电网公司的支持下开始推进电力气象能力建设。如今，这里已形成了电力生产运行的专业气象数据集，为全网提供实时气象监测、数据模拟及预报、电网气象灾害预警等数据支撑服务。
“电网的数值天气预报可以为电网应急提供更多的‘提前量’。”刘晓琳介绍，数值天气预报中心依托庞大的高性能集群计算系统，每天两次运算未来10天的天气情况、两次运算未来36个小时的天气情况，可在一个小时内将全国的电力气象情况自动编制成报告，“11月东北地区经历5次强降雪过程。我们全程跟踪，发布了50余份天气分析专报，为当地电网防灾减灾提供技术支撑。”
对于11月的一次暴雪过程，国网吉林省电力有限公司设备部输电处处长金鹏记忆犹新：“我们在11月5日就收到了中国电科院的气象预测报告，提示吉林省大部分地区将出现大到暴雪，局部地区有冻雨，此次雨雪过程呈现影响范围广、持续时间长、强度大、雨雪形态复杂等特点，将给吉林电网安全稳定运行带来影响。”
收到预警提示后，国网吉林电力根据报告信息，超前响应，应用网格化电力气象预测分析系统，研判分析极端天气对电网运行的影响，发挥气象防灾减灾的第一道防线作用。该公司结合气象预测报告信息，对可能出现线路覆冰舞动的重点区段进行提前排查，检查10543基杆塔的螺栓紧固情况和16907套防舞动装置运行状态，104处观冰点部署人员进行两级冰情观测作业，并为重要客户逐户制定应急电源车接入措施，展开应急电源车24小时网格化保供值班。“中国电科院的气象预警信息及时准确，让我们能够更有条不紊地做好迎战雨雪冰冻天气的准备工作。”金鹏说。
近年来，极端天气频繁发生。随着新能源的快速发展以及需求侧气象关联性负荷的增长，电力系统生产运行与气象条件的联系更加紧密，对新能源发电预测精度的要求也越来越高。除了辅助电网防灾减灾，数值天气预报中心的另一大功能是进行新能源发电功率预测。
中国电科院新能源研究中心的高级工程师王铮告诉记者，随着新能源发电功率和电量占比的不断提高，气象条件对电力系统的影响日益显著。风速、辐照度等气象资源随机波动，直接决定风电、光伏发电的出力。“我们建立了覆盖全国的新能源发电功率预测系统，为全国24个省级及以上电力调控中心提供风、光资源预报及新能源发电功率预测服务。”
王铮每天早上7时到办公室，第一件事就是将气象数据录入新能源发电功率预测模型，计算出最新的预测结果，再将结果发送给各省级电力调控中心，用于制订最新的发电计划。“今年与去年相比，工作内容更多了。除了早晨的预测模拟，我们会在每天14时30分分析当日晚峰风电、次日午间光伏发电和晚峰风电的保障出力。”王铮说。
“针对每一次寒潮，事前我们都会预估对新能源发电和负荷需求的影响；事中跟踪分析影响状态，及时调整预估结果；事后总结影响规律，形成分析专报，不断积累经验。同时，我们不断推动技术创新，实现更长周期的新能源发电功率预测，日常预测周期从最初的3天延长至10天，进一步增加调控时间裕度，为电力电量平衡工作计划制订提供数据支撑。”王铮介绍。时间裕度的增加给新能源发电留出了更多的空间。
在12月10日的寒潮降温中，通过西北电力调控中心新能源发电功率预测平台，调度员可以直观查阅寒潮天气对新能源发电的影响情况。该分部依托与陕西省气象台建立的协同机制，滚动更新寒潮影响情况，全面提升气象感知能力，提前安排火电开机方式，提高预警监测能力，协调跨省余缺互济，保障电力安全稳定供应。
据统计，由数值天气预报中心提供的电力气象灾害预报预警服务每年精准指导电网运维5000余次，进一步降低了电网设备因灾故障率，保障电网设施安全。
“做好电力保供，应急保障十分关键，我们需要更了解电网防灾减灾的痛点在哪里。”刘晓琳告诉记者，数值天气预报中心的团队正在开展相关的研究项目，通过对近年特定地区极端天气的统计分析，对电网设备改造提升提出针对性建议，推动提升电网设备抗灾能力。
数值天气预报中心内，一排排高性能的计算机昼夜不停地分析计算，预测的时间周期不断延长、数据精度不断提升……这些技术在电力保供中发挥着越来越重要的支撑作用，让电力保供更加从容。
