產業升級有待更精細化地認識風

文 | 秦海巖

目前，我國風電產業發展進入新階段，面對平價上網目標落地和更多復雜地形項目開發所帶來的降本增效壓力，行業需要進行新一輪升級，通過精細化各項工作挖潛所有環節的價值。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節，其重要性將凸現，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。當時提出要發展自己的風電制造業，一個重要原因是中國的風況和環境條件與歐洲不同。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場測風塔測風數據和項目周邊氣象臺站的長期觀測數據，運用WAsP軟件進行線性計算得到評估結果，偏差很大。三是開發重心在“三北”地區，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，機組發電效率不高，可靠性差，可利用率低。五是電價高，企業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。缺少這個環節，政府主管部門不會核準項目，企業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，各項數據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、中尺度數據庫、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“三北”地區的項目時，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，開發海上風電項目時，為了實現風、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展，風能資源工作的邏輯發生了根本變化。以前，微觀選址是選出好的機位點；現在需要根據指定區域的條件篩選合適的機型，實現收益最大化。尤其是在開發工業園區內的分散式風電時，機位點的選擇空間更小。此外，對于分散式風電而言，開展長期現場測風的成本是不可承受的，如何利用中尺度數據和激光雷達測風等做好風能資源評估是一大挑戰。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，對我國風能資源工程師而言，這既是挑戰，也是引領全球風能資源相關技術演進的機遇。當下，業界應當根據產業發展的新形勢，深化對風的認識，加大創新力度，充分釋放這一環節在降低風電項目全生命周期度電成本中的價值。