我國(guó)地緣遼闊，氣候類型復(fù)雜多樣，地形地勢(shì)從“三北”到“中東南部”也截然不同，并且隨著平價(jià)上網(wǎng)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大。
風(fēng)資源是貫穿風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)，精準(zhǔn)評(píng)估風(fēng)電投資項(xiàng)目的資源水平和風(fēng)況特征，是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是風(fēng)電項(xiàng)目投資中規(guī)避投資風(fēng)險(xiǎn)，保障投資收益的重要手段。
在競(jìng)價(jià)時(shí)代，風(fēng)資源評(píng)估要求被推向新高度
以往，項(xiàng)目的開發(fā)價(jià)值由投資收益率決定，項(xiàng)目開發(fā)前只對(duì)項(xiàng)目本身的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)估，缺乏同其他風(fēng)電場(chǎng)對(duì)比競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)度電成本的要求也就顯得沒那么敏感，風(fēng)資源評(píng)估工程略顯粗放。
而競(jìng)價(jià)時(shí)代，項(xiàng)目的LCOE平準(zhǔn)化度電成本成了考評(píng)的重點(diǎn)，LCOE的計(jì)算公式中分子是各類成本，分母是總發(fā)電量，分子的測(cè)算工作由工程、技經(jīng)和財(cái)務(wù)等人員完成，而分母只由風(fēng)資源評(píng)估一個(gè)專業(yè)來(lái)決定。LCOE公式中每一項(xiàng)的測(cè)算跟以前比，都要求更加精準(zhǔn)，發(fā)電量測(cè)算既不能保守也不能激進(jìn)，保守了沒有了競(jìng)價(jià)的優(yōu)勢(shì)，激進(jìn)了項(xiàng)目達(dá)不到預(yù)期收益。在低風(fēng)速地區(qū)，0.1-0.2m/s的風(fēng)速評(píng)估誤差，能引起約50-150h的發(fā)電量差異，1~3分錢的度電成本，直接影響報(bào)價(jià)。因此，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)/平價(jià)上網(wǎng)的核心前提是風(fēng)資源評(píng)估結(jié)果的精確度。
所有風(fēng)電從業(yè)者們，只能借助先進(jìn)的工具、依靠技術(shù)的創(chuàng)新、應(yīng)用科學(xué)的方法、還有深入的研究和總結(jié)，全面提升自身實(shí)力才能應(yīng)對(duì)更高的要求，迎接競(jìng)價(jià)的變化。
開發(fā)環(huán)境越發(fā)復(fù)雜，評(píng)估難度變大
當(dāng)前形勢(shì)下，我國(guó)陸上風(fēng)電形成中東南部持續(xù)發(fā)展、分散式風(fēng)電將迎爆發(fā)、三北地區(qū)有望回暖的多方發(fā)展局面，風(fēng)電項(xiàng)目涵蓋從平原到復(fù)雜山地、低海拔到高海拔、大風(fēng)速到低風(fēng)速、小切變到大切變、低湍流到高湍流、集中式到分散式等諸多變化多端的復(fù)雜狀況。面對(duì)如此氣候類型、地形復(fù)雜多變的開發(fā)環(huán)境，風(fēng)資源評(píng)估難度越來(lái)越大。
相比“三北”地區(qū)，中東南部地區(qū)可開發(fā)風(fēng)電的區(qū)域以復(fù)雜山地為主，仿真模型偏差大、缺乏設(shè)置仿真模型的經(jīng)驗(yàn)與條件、測(cè)風(fēng)塔時(shí)間和空間代表性不足都嚴(yán)重制約了風(fēng)電場(chǎng)資源評(píng)估的準(zhǔn)確性。
分散式風(fēng)電是風(fēng)電市場(chǎng)的另一個(gè)主要開發(fā)方向。分散式風(fēng)電是風(fēng)電市場(chǎng)的另一個(gè)主要開發(fā)方向。分散式項(xiàng)目大多屬于低風(fēng)速區(qū)域，對(duì)風(fēng)資源評(píng)估結(jié)果的精確度更敏感、要求更高。然而，由于開發(fā)規(guī)模小、開發(fā)周期短，很多項(xiàng)目缺乏測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致分散式風(fēng)電開發(fā)具有很大的不確定性。
面對(duì)行業(yè)發(fā)展問題，開發(fā)精細(xì)化風(fēng)資源分析技術(shù)和工具來(lái)輔助微觀選址工作已成為必然趨勢(shì)。
中微尺度嵌套耦合技術(shù)評(píng)估精度提升明顯
眾所周知，傳統(tǒng)風(fēng)資源評(píng)估建模存在很大的局限性：大氣邊界層理論的假定條件通常不具備；假定的CFD模擬入口邊界條件與實(shí)際情況存在偏差；現(xiàn)場(chǎng)缺乏溫度梯度測(cè)量數(shù)據(jù)，無(wú)法為CFD模擬進(jìn)行大氣熱穩(wěn)定度不同等級(jí)的準(zhǔn)確抓??；大氣熱穩(wěn)定度會(huì)隨時(shí)間、高度等因素發(fā)生變化等。這些因素都嚴(yán)重影響了風(fēng)資源評(píng)估的準(zhǔn)確性。
為了解決傳統(tǒng)風(fēng)資源評(píng)估建模存在的問題，運(yùn)達(dá)開發(fā)了中微尺度嵌套耦合技術(shù)。運(yùn)達(dá)開發(fā)的中微尺度耦合技術(shù)包含兩種模式：
模式一：中尺度模擬結(jié)果替代測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)，提供風(fēng)速時(shí)間序列，即虛擬測(cè)風(fēng)塔；
模式二：中尺度模擬結(jié)果為CFD模型提供更貼近真實(shí)的入口邊界條件、大氣熱穩(wěn)定度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高分辨率的中微尺度嵌套耦合計(jì)算；
運(yùn)達(dá)中微尺度嵌套耦合技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
中微尺度嵌套耦合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)中尺度計(jì)算與微尺度計(jì)算的無(wú)縫連接。微尺度模式能自動(dòng)獲取更貼近真實(shí)環(huán)境的大氣邊界條件，結(jié)合新的多層熱穩(wěn)定度模型，驅(qū)動(dòng)各扇區(qū)計(jì)算，提高模擬準(zhǔn)確性。一方面提高風(fēng)資源評(píng)估的精度，另一方面為缺乏測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、測(cè)風(fēng)塔時(shí)間和空間代表性不足的項(xiàng)目提供高效、高精度的解決方案。
微尺度方法--測(cè)風(fēng)塔互推結(jié)果
中微尺度嵌套耦合方法—調(diào)整CFD熱穩(wěn)定度邊界條件--測(cè)風(fēng)塔互推結(jié)果
和傳統(tǒng)風(fēng)資源評(píng)估技術(shù)的精準(zhǔn)度對(duì)比
對(duì)比結(jié)果：以某復(fù)雜山地風(fēng)電場(chǎng)為例，說明中微尺度嵌套耦合技術(shù)的可靠性。場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)包含7個(gè)測(cè)風(fēng)塔，分別采用傳統(tǒng)微尺度技術(shù)和中微尺度嵌套耦合技術(shù)進(jìn)行計(jì)算，測(cè)風(fēng)塔互推結(jié)果表明：全場(chǎng)平均風(fēng)速誤差降低了約1%，測(cè)風(fēng)塔互推誤差明顯改善，即中尺度模擬結(jié)果可以為CFD模型提供更貼近真實(shí)的邊界條件，提供了更精準(zhǔn)的風(fēng)資源評(píng)估手段。
之后，我們來(lái)看在沒有測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的情況下，中微尺度嵌套耦合技術(shù)的表現(xiàn)。
注：中微尺度嵌套耦合計(jì)算過程中未采用任何實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正
總結(jié)：
正如我們文中所介紹的，中微尺度嵌套耦合方法能有效有效的對(duì)微尺度CFD模型邊界條件的設(shè)定、熱穩(wěn)定度的選擇等提供技術(shù)支撐，使邊界條件更接近實(shí)際情況，提高風(fēng)資源評(píng)估的準(zhǔn)確性，同時(shí)能夠?yàn)槿鄙賹?shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)或者測(cè)風(fēng)塔代表性不足的風(fēng)電項(xiàng)目評(píng)估提供有效的技術(shù)手段，為風(fēng)電項(xiàng)目投資開發(fā)提供更加可靠的解決方案。
