极端天气频频来袭，光伏风电如何应对？

作者 | 杨锐

排版校对 | 甘惠淇

“摩羯”“贝碧嘉”“普拉桑”……夏秋之交，台风频发。过去的一个月，罕见的高强度台风频频侵袭我国东南沿海，光伏风电电站作为重要的公共设施和能源基础设施，遭受了严峻考验。

9月16日，今年第13号台风“贝碧嘉”以强台风级登陆上海浦东临港新城沿海，成为1949年以来登陆上海的最强台风。“贝碧嘉”登陆后还将深入内陆，给上海、浙江、江苏、安徽等地带来强风雨。上海江苏等地是我国分布式光伏装机比较多的地区，很多施工质量比较一般的屋顶分布式光伏电站在此轮台风中损失严重。

据各大社交媒体信息显示，当地部分光伏电站的组件被掀翻、吹飞，只留下了七歪八扭的支架，组件整块脱落的情况不在少数，而组件支架在风压作用下出现弯曲、破裂、散架等情况，还有部分掉落在地面上，电站区域已是一片狼藉。

此前的9月6日下午，台风“摩羯”在海南文昌沿海登陆。7日，新闻发布会上海南应急管理厅厅长表示，摩羯破坏之强超乎想象，全省52万人受灾。文昌预计损失金额高达327亿元，海口市经济损失达263亿元，临高县直接经济损失96.49亿元等等，省内多地损失惨重。

从各大社交媒体平台用户发布的海南电站实拍情况中看到，成百上千亩电站组件、支架等电站设备均遭受到了不同程度的形变。

9月10日，海控能源发布了公司位于海南的分布式光伏资产受损公告，并表示公司及下属公司的光伏、水电、可降解塑料袋生产等业务板块带来不同程度的破坏，初步估算影响金额约 4300万元。晶科科技也在9月11日公告，公司下属项目公司持有的广东省徐闻县龙塘 40MW 渔光互补光伏电站受到资产损失，初步预计损失金额可能超过公司2023年度净利润的10%，即超过3830万元。

此外，位于海南崖州梅山光伏电站是三峡集团在海南的首个集中式光伏发电项目，在台风过境后，仅部分光伏组件轻微破损、少量桩基础有沉降迹象，场区存在一定程度的水土流失，整体损失得以控制在最小范围内，未对电站的长期运营构成重大影响。

除了光伏电站，风电项目也受到了影响。

在强力台风之下，海南文昌一风电项目也发生多台风机倒塔事故。该风电场位于文昌玉兰湾附近，从多个网络渠道发布的图片上可以看到，发生事故的风机塔筒被拦腰折断，风机上印有“中国华能”以及“运达风电”的字样。

“沿海各省每年都会有两三个台风，多年以来已经形成成熟的光伏电站专项防台预案，但今年却有所不同，以超强台风‘摩羯’为例，强度超出预期。”一位光伏行业人士向预见能源表示。

不过，中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩也对界面新闻记者表示，十几年前，中国沿海的陆上风电机组，被台风破坏的案例时有发生。国外企业和专家一度认为，在中国南部沿海，台风多发地区不具备开发海上风电条件。但近些年，虽然台风的频率和等级不断提高，但很少看到有机组被破坏的情况。主要原因是国内风机设计技术不断提高，对台风的机理的了解更为深入，抗台风机组的技术水平不断提高，目前，台风已经不是制约中国风电发展一个不可克服的环境因素。

与此同时，虽然极端天气、自然灾害威胁不断，但不是完全不可防范。

上述业内人士表示：“一是应严格按照光伏电站设计标准规划建设，二是选择高质量设备，严格按照要求施工到位，便能够尽可能地降低灾害带来的风险。从实践来看，尽管今年台风破坏力惊人，但最终旗下运营的光伏电站都能做到安全稳定运行。”

“电力行业有个传统，台风来临之前就针对不同级数台风制定不同程度的应急方案，更有一系列的工作预案。”一位电网人士表示。

除了防台措施得当外，要保障风电光伏电站扛过灾害，更需要合理的设备选型和电站设计，从而提高电站的质量，尤其是设备的质量。

以光伏支架选型为例，在2023年台风“杜苏芮”过境后，据相关巡检数据显示，与柔性支架和夹具安装的组件相比，使用固定支架和压块进行安装的光伏组件受损程度明显较轻，“抗风”能力也明显更强。

“极端风速下最受考验的就是产品质量。”上述光伏行业人士总结道。

事实上，沿海地区光伏电站对组件的载荷性能要求往往更高。国标IEC61215对组件的背面风载要求为2400Pa，而这样的组件强度是远远无法与“摩羯”级别的强台风抗衡的。但相对优质的光伏组件产品，如隆基绿能组件则一般都通过了极限测试，比如60m/s的风洞测试，可抵御17级大风。

除了风电光伏项目本身，极端天气对电力系统的挑战也越来越大，如何应对也成了当下新型电力系统建设的一大重点。

风电光伏等新能源渗透率持续上升是新型电力系统发展的必然趋势，然而，新能源发电极易受到外部气象条件的影响，在新能源高渗透场景中其发电功率间歇性与波动性为系统电力电量平衡带来风险，尤其是在极端天气下，会直接导致新能源出力受限，放大新能源出力不确定性为系统带来的不良影响。

实际上，极端天气已经为含高比例新能源电网带来较大运行风险，并引发了部分区域的保供危机。

“从发电端看，传统能源和可再生能源对天气变化高度敏感。从输电环节看，输电线路对灾害性天气高度敏感，极端高温和持续性高温对用电负荷影响巨大。”中国气象局风能太阳能中心科学主任申彦波曾表示。

那么，如何应对呢？

首先，要保障电力系统容量充裕性。

电力系统容量充裕性是电力可靠供电的重要保障，在风电光伏发电没有完全解决其波动性问题之前，煤电可为当前电力系统提供充足的有效容量，未来一段时间仍将是确保我国电力安全可靠供应的主力电源。需要加强考虑极端天气影响下的电源规划，加快灵活性资源布局，配足托底电源。

清华四川能源互联网研究院常务副院长鲁宗相曾表示，在极端气候条件下，新型电力系统首先要解决的是电源问题。“比如在多日无风无光、无法依靠新能源发电时，如何保证电力系统稳定？即使有了充足电源，也需充分合理利用。如果所有用户全都在中午12点用电，那么即使发再多电也不够用。因此，如何优化运行并调配用户参与到电力系统中，同时做到预先预判、筹措足够多的资源，对新型电力系统稳定供电尤为重要。”

第二，加强大电网互济和坚强局部电网保底建设。

一方面，要加强大电网“互济互保、互联互通、互供互备”，强化跨区电力应急支援能力建设。更好发挥大电网资源配置作用，充分利用不同省区用电负荷、可再生能源发电的错峰特性，挖掘跨省区调节潜力。建立区域电网调节资源和备用共享机制，促进送端地区与受端地区调节资源盈缺互济。

另一方面，针对极端天气，加快坚强局部电网规划建设提升极端状态下重点地区、重点部位、重要用户的电力供应保障能力。在极端状态下，坚强局部电网要具有孤岛运行能力。统筹电源、电网建设和用户防灾资源，有序推进重要城市和灾害多发地区关键电力基础设施防灾建设，根据各地区恶劣气象条件类型差异化提高设备设防标准。

第三，加强电力需求侧响应能力建设。

一位地方电力人士表示：“新型电力系统的稳定性与气候条件密切相关，近年频发的极端天气使精确的气候变化预测能力成为电力系统刚需。”

事实上，单纯依靠建设电力基础设施保障持续攀升的迎峰度夏高峰负荷需求，边际经济成本高，利用率和性价比低，要建立健全需求侧响应机制，缓解供应侧容量资源的压力，减少供应侧、电网侧尖峰的资源建设，实现资源优化配置。将需求响应纳入辅助服务市场，细化各类储能参与市场的准入条件，鼓励具备资质的电力市场用户、负荷聚集商和虚拟电厂聚合分布式电源、自备电厂、储能装置、电动汽车等需求侧资源提供电力调峰辅助服务。

上述光伏行业人士也对预见能源表示，面对愈加频繁的极端天气，可再生能源行业内的各环节紧密协同合作必不可少。

无论如何，当前正在大力推进构建的新型电力系统必须要以电力安全为前提，更加重视气候变化“新常态”、极端事件“新变量”，全面提升电力供应保障能力，答好应对极端天气的“必答题。