高海拔山地風電場選址技術取得突破

中國能源建設集團云南電力設計院有限公司

云南是綠色能源大省，風能資源豐富，風電年利用小時數常年排全國第一。同時云南也是高海拔地區，海拔高、地形復雜、氣候條件特殊、地質災害多發、交通運輸和施工條件極差。高海拔山地成風機理特殊，風資源分布規律不明，風的繞流、渦流、分離、回流特性難以預判，存在重覆冰、凝露、高雷暴、大湍流、切變指數多樣、微地形對風況影響大、入流角超標等異于平原地區的氣候條件和風資源特性。然而，當前業界適用于高海拔山地風電場建設的宏觀選址、微觀選址、施工道路、吊裝平臺、風機基礎和集電線路等關鍵設計技術的規程規范及應用軟件尚不完善甚至缺失。

中國能建云南院是國內高海拔山地風電場勘測設計的先行者，多年工程實踐積累了豐富的勘測設計經驗，對高海拔山地新能源項目的關鍵設計技術有全面的系統研究，形成了科學適用的系統解決方案，并通過相關示范工程建設得到了驗證。依托云南省重大科技專項（2013ZB007）-《高海拔山地風電站設計關鍵技術研發及工程應用示范》，對高海拔山地風電場的“風資源評估”“微觀選址”“發電量計算”“道路平臺設計”和“風機基礎設計”等關鍵技術提出了系統的解決方法、規程規范和軟件計算成果修正方法。

依托該課題共發布3項企業標準、授權7項國家專利、發表論文18篇，發明專利《高海拔山地風電場微觀選址方法》榮獲2019年度電力科技創新獎一等獎。課題主要創新點為：一是針對山地風電場風資源中的風切變、覆冰、測風塔代表性、發電量計算，提出了一套系統的評估方法，獲授權2項實用新型專利；二是在風機微觀選址布置中，根據風向頻率分布創造性地將山地風場布機的規定列間距壓縮至1.4-2.5D，提高裝機容量20%-40%，引領業界對風機布置間距的積極探索，獲授權2項發明專利；三是首次研發并應用了“下凸式承臺預應力巖石錨桿基礎”技術，拓寬了山地風電場的適用范圍，獲授權2項實用新型專利；四是在業內率先提出“小平臺”的吊裝平臺設計理念，每臺風機可節省25%的土地，減少了平臺的高程損失（提高了輪轂高度的風能水平）。

通過一系列的技術創新，項目實施的2個示范工程共計節約投資7 471萬，2019-2020共增加發電量6 994.1萬kWh、增加收入4 266.4萬元，增加稅收533.3萬元。近兩年增加院風電勘測設計合同額4 120萬元，利潤824萬元。項目研究成果在省內應用容量492.8萬kW，占云南風電場裝機容量的57.3%。項目研究成果在院承擔的國內外逾180個項目建設中進行了推廣應用，累計容量逾820萬kW，遍布全國22個省市及東南亞、非洲等一帶一路沿線地區，提高了復雜地形風電場的裝機容量、發電量及建設可行性，大幅降低了工程建設投資。

碳達峰目標與碳中和愿景為我國當前乃至20 世紀中葉應對氣候變化工作、綠色低碳發展和生態文明建設提出了更高要求、擘畫了宏偉藍圖、指明了方向和路徑，云南的新能源產業在雙碳時代必將迎來跨越式發展。

中國能建云南院早在2006年就致力于新能源設計技術研究，十余年來緊密結合國家新能源發展戰略，經多年篳路藍縷、艱苦創業，最終發展為具備風電、光伏、分布式能源、多能互補、生物質、燃機發電等技術的130余人的專業團隊。征程萬里風正勁，使命千鈞再奮蹄，共同的目標、光榮的事業、執著的追求把我們凝聚在一起，中國能建云南院將繼續以建設“具有國際競爭力的工程咨詢公司”為戰略目標，以精湛雄厚的技術實力為后盾，以卓越高效的服務為基礎，為云南省雙碳時代新能源產業高質量發展做出應有的貢獻。