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秦海巖:產業(yè)升級有待更精細化地認識風

2019-01-03 來源:風能專委會CWEA作者:秦海巖 瀏覽數(shù):647

目前,我國風電產業(yè)發(fā)展進入新階段,面對平價上網目標落地和更多復雜地形項目開發(fā)所帶來的降本增效壓力,行業(yè)需要進行新一輪升級,通過精細化各項工作挖潛所有環(huán)節(jié)的價值。在這種情況下,風能資源工作作為決定風電場全生命周期收益的核心環(huán)節(jié),其重要性將凸現(xiàn),對它的精細化和準確性要求也越來越高。可以說, 不能更精細化地認識風,就不可能真正開發(fā)出高效益的風電項目,更談不上推動風電技術進步。

  目前,我國風電產業(yè)發(fā)展進入新階段,面對平價上網目標落地和更多復雜地形項目開發(fā)所帶來的降本增效壓力,行業(yè)需要進行新一輪升級,通過精細化各項工作挖潛所有環(huán)節(jié)的價值。在這種情況下,風能資源工作作為決定風電場全生命周期收益的核心環(huán)節(jié),其重要性將凸現(xiàn),對它的精細化和準確性要求也越來越高。可以說, 不能更精細化地認識風,就不可能真正開發(fā)出高效益的風電項目,更談不上推動風電技術進步。
  前些年,受多重因素制約,風能資源工作對項目收益的影響被極大削弱。
  一是認知存在局限。早期,我國風電機組依靠進口,技術源于歐洲。當時提出要發(fā)展自己的風電制造業(yè),一個重要原因是中國的風況和環(huán)境條件與歐洲不同。但很多人認為,全世界的風都一樣。這其實是認識不到位,不僅各國的風況千差萬別,甚至各個機位點的風能資源條件也不同。
  二是技術手段單一,通常采用一兩年的現(xiàn)場測風塔測風數(shù)據(jù)和項目周邊氣象臺站的長期觀測數(shù)據(jù),運用 WAsP 軟件進行線性計算得到評估結果,偏差很大。
  三是開發(fā)重心在“三北”地區(qū),風能資源條件好,地形相對單一,資源評估技術難度低。
  四是棄風限電嚴重,機組發(fā)電效率不高,可靠性差,可利用率低。
  五是電價高,企業(yè)能夠在更大范圍內承受因風能資源工作不精細造成的收益風險。當時,開展風能資源工作更多的是為了滿足可研報告的需要,形式大于內容。缺少這個環(huán)節(jié),政府主管部門不會核準項目,企業(yè)的相關部門也無法做出投資決策。如此形成的可研報告不是可行性與否的研究報告,而是必須可行的研究報告,各項數(shù)據(jù)都可以按照投資決策指標進行調整。
  近幾年,技術進步推動激光雷達、CFD、中尺度數(shù)據(jù)庫、GIS 等在風電領域得到廣泛應用,風能資源工作的手段不斷豐富。與此同時,隨著我國風電開發(fā)重心轉向中東南部,整體平均風速下降,復雜場址增多,風能資源評估和微觀選址變得越來越重要。尤其對于機位點排布,此前在開發(fā)“三北”地區(qū)的項目時,僅需重點考慮尾流的影響,按照幾倍風輪直徑來設計機位點間距即可。而在中東南部的項目中,由于地形復雜,不同位置的風能資源差異巨大,機位點選擇稍有偏差便可能造成大量的發(fā)電損失。此外,帶方案招標模式的推廣也將促進風能資源工作精細程度的提升。
  在此基礎上,未來對風的認識與機組選型設計之間會存在更為密切的關系。首先,微觀選址的定制化,要求基于各個機位點的風能資源條件進行機組選型,因地制宜配置塔筒高度、風輪直徑、控制策略等。其次,同一個風電場的機組與機組之間,不同的風電場與風電場之間需要協(xié)同控制,這也對前期風能資源評估、微觀選址、機組選型、控制策略一體化設計提出了更高要求。再次,開發(fā)海上風電項目時,為了實現(xiàn)風、浪、洋流與基礎和機組之間的耦合,降低尾流影響,做好臺風防范工作,風能資源工作必須與風電機組設計,風電場工程設計、施工,后期運維緊密結合。最后,隨著分散式風電的快速發(fā)展,風能資源工作的邏輯發(fā)生了根本變化。以前,微觀選址是選出好的機位點 ;現(xiàn)在需要根據(jù)指定區(qū)域的條件篩選合適的機型,實現(xiàn)收益最大化。尤其是在開發(fā)工業(yè)園區(qū)內的分散式風電時,機位點的選擇空間更小。此外,對于分散式風電而言,開展長期現(xiàn)場測風的成本是不可承受的,如何利用中尺度數(shù)據(jù)和激光雷達測風等做好風能資源評估是一大挑戰(zhàn)。未來,風能資源工程師不僅要會運用先進的軟硬件工具,更需掌握風電機組的知識 ;風電機組設計工程師同樣必須了解風,才能設計出合適的風電機組,使項目開發(fā)達到最佳效果。
  中國是目前全球最大的風電市場,也是風能資源條件最復雜的地區(qū),對我國風能資源工程師而言,這既是挑戰(zhàn),也是引領全球風能資源相關技術演進的機遇。當下,業(yè)界應當根據(jù)產業(yè)發(fā)展的新形勢,深化對風的認識,加大創(chuàng)新力度,充分釋放這一環(huán)節(jié)在降低風電項目全生命周期度電成本中的價值。

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