2020年10月14日-16日，2020北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP 2020）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京，本屆大會以“引領(lǐng)綠色復(fù)蘇，構(gòu)筑更好未來”為主題，聚焦中國能源革命的未來。能見App全程直播本次大會。
在14日下午召開的風(fēng)資源精細化評估分論壇上，上海電器海上銷售事業(yè)部風(fēng)能資源總監(jiān)陸騎發(fā)表《海上風(fēng)電場運行尾流評估及對平價大基地微觀選址的啟示》主題演講。
以下為發(fā)言實錄：陸騎：兩部分內(nèi)容，第一部分手頭在運行風(fēng)電場一些運行尾流情況的情況，結(jié)合現(xiàn)階段的特點，海上也將全面步入一個平價時代，針對這樣的情況，我們也是希望從現(xiàn)階段的風(fēng)電場運行數(shù)據(jù)給到后面整個微觀選址開發(fā)的啟示。上海電氣從2009年開始江蘇響水安裝，2019年有了超過2.9個GW的裝機容量，整個市場份額占到41.4%，但是在2019年5月份，風(fēng)電上網(wǎng)電價的政策，2020年我們不得不海上風(fēng)電也需要面臨這樣斷崖式的下跌，達到平價的水平，根據(jù)我們的測算現(xiàn)階段很多行業(yè)會議，包括各個省份的一些召集大家來做這樣的平價方案，基本上各家得出來的結(jié)論，海上實現(xiàn)平價唯一的結(jié)論，做大基地這樣的開發(fā)，然后大基地開發(fā)的話，這邊因為海上本身規(guī)模比較大，后面現(xiàn)階段我們評估下來，至少得在1GW到2GW，實現(xiàn)最基本的項目在6%，7%這樣的水平，大基地開發(fā)，必然面臨風(fēng)電場面積非常大，風(fēng)機數(shù)非常的多，同時之前可能我們風(fēng)電場的尾流損失可能路上會在百分之四五，海長高一點，可能10%多一點，是一個大家覺得非常高的尾流損失根據(jù)我們測算，風(fēng)電場容量上到1GW，2GW，20%的上網(wǎng)電量，我們希望通過海上風(fēng)電場實際運行的一個尾流的評估，跟大家找到前期的一個探索一個方法。
這邊我們在江蘇整個平臺搭建的目標(biāo)，不僅僅是服務(wù)于海上風(fēng)電場的尾流評估，機組性能這樣的測試，載荷閉環(huán)的測試，包括風(fēng)電場留廠的觀測等等多方面的，今天主要跟大家分享一下我們在這個項目尾流評估這一塊，整個項目推進過程中對海上風(fēng)電場進行尾流評估需要做的六個步驟，首先必須得通過外部儀器輔助幫助，把我們風(fēng)電場運行參數(shù)弄準(zhǔn)了，風(fēng)速風(fēng)向，第二塊包括我們風(fēng)機功率曲線，剛剛李工提到現(xiàn)階段風(fēng)電場的測試，不可能跟陸上一樣理想華，一個測風(fēng)塔，海上不可能特意搭建一個測風(fēng)塔，更多的風(fēng)速這樣的一個數(shù)據(jù)是通過我們測試出來的機艙的函數(shù)去進行還原。
第三針對你需要的風(fēng)電場這個數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)充分的清洗，找到我們需要的，最后進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，最終可以更進一步的現(xiàn)在有很多尾流模型，我們將實測數(shù)據(jù)跟數(shù)值計算的結(jié)果進行對比，陶優(yōu)參數(shù)，更進一步的對尾流模型進行一個較準(zhǔn)。這邊第一步，風(fēng)機偏航角，歷史風(fēng)電場建設(shè)水平，包括我們風(fēng)機本身運行，其實里面有機械損耗偏差會不斷的產(chǎn)生，普遍現(xiàn)階段風(fēng)電場的SCADA風(fēng)玫瑰，我們做很多數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，基本上每臺風(fēng)機統(tǒng)計很難達到5度這樣的精度，這個精度我分享的結(jié)論，有一個體現(xiàn)，風(fēng)向偏差對整個后面評估結(jié)論產(chǎn)生顛覆性的影響。這兩年北斗民用這塊比較火，借助北斗定位這一塊在風(fēng)電場內(nèi)基本可以實現(xiàn)達到接近于0.1度實時定向的校準(zhǔn)。
風(fēng)機功率曲線測試，NTF函數(shù)，沒有那么理想，通過風(fēng)機數(shù)據(jù)獲得風(fēng)電場過來的自由流，或者風(fēng)向這樣的數(shù)據(jù)，第二部分這個實測功率曲線其實就是說，剛剛各位同仁提到很多校準(zhǔn)，實際上風(fēng)機功率曲線這一塊是非常軸要的一般，國內(nèi)的做法，功率曲線不管放多少水，我們搞個折減，也不知道到底折多少，風(fēng)電場整個計算評估的時候你們能夠拿到風(fēng)機的功率曲線，不管什么模型，包括1982年提出的，依然寶刀未老。
SCADA數(shù)據(jù)清洗，在我們整個數(shù)據(jù)清洗的時候把工況全部剔除出去，運行工況分類，針對不同的邊界，需要進行不同的分析手段，另一方面想獲得的結(jié)果，或者想確認(rèn)的一些現(xiàn)象，我們肯定是需要去對應(yīng)的進行相應(yīng)的工況的分類，左邊就是說，我們的任務(wù)相對更偏穩(wěn)定一點，這邊做后評估項目的時候，裝不同高度的溫度測量設(shè)備，把風(fēng)電廠熱穩(wěn)定進行一個升級，我后面分享的結(jié)論，整個風(fēng)電場全年運行輕微穩(wěn)定的工況占比是更高的。
這張圖給出整個風(fēng)電場大致的布局，風(fēng)機不受任何別的風(fēng)機尾流影響，黃色扇區(qū)風(fēng)機受到別的風(fēng)機尾流影響的扇區(qū)。
我們的題目是對后面大基地開發(fā)，其實后面更等的我們肯定是這種大型的行列矩陣去進行相應(yīng)的布置，那這樣的話，我們也是找的這樣的風(fēng)電場，風(fēng)電場條件就擺在這兒，覆蓋12到3臺這樣的風(fēng)機的行數(shù)，同時中間也有輔助我們作為判斷，李工提到緩沖區(qū)，正好當(dāng)時在工程建設(shè)的時候，有些機位點被舍棄，設(shè)置緩沖區(qū)到底對我們發(fā)電功率有什么影響。
結(jié)合具體的結(jié)論去大致的分析。首先第一個是功率分布這一塊，第一臺功率做的歸一化，這邊首先是這樣子，第一個結(jié)論在風(fēng)電場研究風(fēng)速7.5米以下的，功率損失達到甚至有一部分機位點超過50%，第二個我剛剛提到的幾個，當(dāng)時建設(shè)時候留白的這樣的幾個機位點處，有這樣小的緩沖區(qū)，我的功率有一個快速的回升，功率迅速又立馬掉到之前的水平，全都在94.5度的射線上，我們也之前大家可能也是看過很多的文獻，風(fēng)動實驗的結(jié)果，結(jié)論是一致的，后排尾流不會無限制的增加，有些尾流模型，搞線性疊加所以這邊是會達到類似于這樣的平衡點這邊是因為有緩沖區(qū)，所以中間尾流一下就掉下來了，我們主要參考這個綠色，北邊這一排，從整個12臺這樣的規(guī)律的結(jié)果。
這就是說兩個事情，一個后面大基地開發(fā)，在這種這么多行風(fēng)機的情況下，壞事情是什么？壞事情我后面的尾流可能會非常大，可能會達到一個很難接受的程度，但是好的事情是什么？它不會一直大，大到你都不能接受。
接下去，是非常極端的工況，一整個直線，后排風(fēng)機，給到大家從94.5度全尾流，到102.5度，偏尾流，變化的角度非常小，整個功率的變化，功率快速的一個回升，你只是從全尾流94.5變化八度的水平，功率沒有寫，有的達到70%，針對這個情況，我也是做了大量的模型去對比，實際上沒有任何一個模型能夠模擬出功率的增加，為什么呢？后面跟大家分享一下，因為現(xiàn)在所有的模型它不可能考慮風(fēng)機的偏航誤差，第二不同尾流，偏尾流和全尾流下造成的風(fēng)速風(fēng)向的偏差，你在模擬當(dāng)中也無法去，不可能把所有的工況跑出來，兩個東西第一是在整個從全尾流到偏尾流的時候，風(fēng)機誤差變小，本身機頭的偏航動作偏差變小，瘋狂變得更穩(wěn)定，風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，在從全尾流到偏尾流，有非常大的下降，前面提到很多模型模擬不準(zhǔn)，很多時候并不是說尾流模型，你在偏尾流工況下面，更小的偏航誤差，尾流區(qū)域內(nèi)更小的波動，使你發(fā)電功率相對來說變得更好。
針對這樣的情況現(xiàn)在各家都在投入相應(yīng)的這樣的研究，第一個就比較直接，投入激光雷達的設(shè)備，通過這張圖，我們安裝這個設(shè)備，非?？梢悦黠@的發(fā)現(xiàn)，在部分扇區(qū)確實能檢測到處在這樣的尾流影響區(qū)域，中間點受到尾流最大這樣子，這樣的話針對前面分析到的盤尾流工況下，運行控制，處在全尾流，通過我們偏航控制，使我們運行在偏尾流，我通過TC雷達，虧之雷達，更加準(zhǔn)確判斷前面的風(fēng)向，使我更小的偏航誤差達到更大的發(fā)電功率，這是兩個綜合的方向我給到大家比較簡單，因為我這邊做了很多的工作，支持的事情是后面整個大基地建設(shè)的迭代優(yōu)化計算，我不可能有一個非常復(fù)雜的模型做這樣的一些事情，基于這樣的前提，應(yīng)該在原來的工程老階層上面去改，第一個就是說方向大家都知道，非線性，從尾流到非尾流區(qū)有更加合理的過渡，本身風(fēng)速衰減有一個更合理的分布，這個都是均勻的，這邊也是給到了南部那一列的，尾流恢復(fù)模擬跟計算的一個偏差，這邊最大的功率，我提到的所有的都是功率，不是發(fā)電量，功率是13%，第一我這邊用的是實測功率，實測功率，把你發(fā)電性能和，我沒有折減，不是發(fā)電量，第二本身做實測功率曲線測試，在測試過程中，本身包含一些偏航誤差，所以這塊為什么用這么簡單的一個模型，依然能夠取得這么好的，基本上認(rèn)為是比較好的模擬計算結(jié)果的符合度，輸入先保證準(zhǔn)確。
修正我們模型之后，剛剛提到，我們大基地到底多大？是30萬40萬，一個GW，兩個GW，我們現(xiàn)在大致測算下來的話，這是一個非常理想化的風(fēng)電場，它的邊際非常利于尾流恢復(fù)，有的風(fēng)電場考慮到邊界限制的話，可能不至沒有那么理想化，這樣風(fēng)電場尾流損失超過20%，在這種情況下，傳統(tǒng)的做微觀選址的同時，有一個原則，我們技術(shù)選型的時候，選擇單機發(fā)電能力很強的機組，普遍具有什么特性，CP很高，CE很高，風(fēng)電場CT很高的情況下，尾流全場增加2%，單機又多發(fā)了2%，一來一回，整個全年發(fā)電量沒有任何變化，高的CT帶來的問題，包括各個部件的載荷，包括你這個本身塔筒，包括海上基礎(chǔ)的這一塊的工程量都會成幾何倍數(shù)的往上增。風(fēng)機設(shè)計，風(fēng)機長規(guī)劃平衡點，更加的考量各個主機廠跟開發(fā)商之間的配合，怎么去找這個平衡點。
這塊剛剛提到什么樣的邊界叫很理想化的邊界，這種邊界其實就是比較理想化的邊界，有些邊界可能就是頗于邊界限制怎么樣子，這邊提出來，因為我們現(xiàn)在“十四五”，不像十三五給個風(fēng)電場具體的位置，甚至邊界條件，“十四五”沒有給，從政府從開發(fā)的角度，他們不知道要多大的風(fēng)電場，這塊后面我們做整個大機器規(guī)劃，需要綜合考慮我整個風(fēng)電場尾流損失，如何利于尾流的恢復(fù)。
基于前面的模型，也是我們自己做了這樣的矩陣式的大規(guī)模風(fēng)電場的迭代的工具，然后拋開我們資源評估不講，都結(jié)合起來，綜合的解決方案找到底什么地方，十三五我的風(fēng)資源地圖是什么樣的，到了“十四五”最后提出來的是一個負荷的地圖，什么機型在什么樣的風(fēng)電場，是怎么樣的一個情況，而不是簡簡單單我LED圖是什么樣的。
大型風(fēng)電場運行的經(jīng)驗是比較少前幾個月結(jié)束的風(fēng)資源評估，大量的篇幅，很多課題關(guān)于風(fēng)電場尾流影響，組色效應(yīng)這塊的課題，同時這一塊，去年10月份的時候，他們手下所有風(fēng)電場，他們認(rèn)為他們當(dāng)時過低的評估當(dāng)時風(fēng)電場的尾流效應(yīng)，阻塞效應(yīng)，對發(fā)電廠帶來的影響，我們現(xiàn)在這塊依然不是掌握的非常好。
最后也是一個展望，之前這個風(fēng)電場我們對實際運行尾流評估基于這個風(fēng)電場有什么條件我去做什么相應(yīng)的評估，我們這邊也是在規(guī)劃我們項目二期會對現(xiàn)在在運行的亞洲最大的單體風(fēng)電場，H3今天也是第一臺風(fēng)機并網(wǎng)，實行濱海大的風(fēng)電場的集群，在這個風(fēng)電場進行進一步的后評估工作，重點關(guān)注大型風(fēng)電場的尾流效應(yīng)。
由于我們這個項目有很多數(shù)據(jù)或者結(jié)果，并不對外公開，我跟大家分享到這里，希望后面有更多有條件的同仁，投入到對風(fēng)電場運行數(shù)據(jù)的分析。
?。ǜ鶕?jù)速記整理，未經(jīng)本人審核）
