高塔筒技術(shù)、精細(xì)化風(fēng)資源評估推動低風(fēng)速風(fēng)電發(fā)展經(jīng)過多年發(fā)展，我國風(fēng)力發(fā)電已成為可再生能源領(lǐng)域技術(shù)成熟、具備規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。

“在‘十三五’期間，中國的風(fēng)電企業(yè)要以創(chuàng)新為核心目標(biāo)發(fā)展風(fēng)電技術(shù)，這就意味著風(fēng)電企業(yè)在風(fēng)電設(shè)備的可靠性、智能化方面下足功夫，這就需要各種各樣的風(fēng)電技術(shù)來支撐當(dāng)前中國風(fēng)機(jī)向著大型化、精細(xì)化方向發(fā)展的趨勢。”在2017第九屆中國國際清潔能源博覽會同期召開的 “中國國際風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與設(shè)備研討會”上，中國風(fēng)能協(xié)會名譽(yù)理事長施鵬飛表示。

《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出以消納為導(dǎo)向，優(yōu)化調(diào)整發(fā)展布局，將風(fēng)電開發(fā)主戰(zhàn)場從“三北”地區(qū)適當(dāng)調(diào)整到消納能力好的中東部和南方地區(qū)。而低風(fēng)速風(fēng)電技術(shù)的關(guān)鍵是提高風(fēng)電機(jī)組低風(fēng)速環(huán)境下的風(fēng)能利用率，降低度電成本。由此可見，《規(guī)劃》對于“十三五”期間風(fēng)電發(fā)展方式不再以增速為目標(biāo)，而是在保障適當(dāng)新增規(guī)模基礎(chǔ)上，更注重風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

增高塔筒來提升低風(fēng)速地區(qū)發(fā)電量

近來，單機(jī)容量越來越大、葉片越來越長、塔筒高度越來越高，已經(jīng)成為風(fēng)電行業(yè)一大趨勢。而對于低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)而言，增大風(fēng)輪直徑和增高塔筒高度是充分利用風(fēng)能資源，提升發(fā)電量的兩個重要技術(shù)手段。“在低風(fēng)速地區(qū)增加發(fā)電量，其中一種方式是把葉片的直徑加大，風(fēng)機(jī)的葉片越大，發(fā)電量就越大。但葉片直徑增加有其極限，過大的直徑將會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)載荷非常大，成本增加。而企業(yè)和投資者都希望在節(jié)約成本的基礎(chǔ)之上，獲得更高的風(fēng)速，更低的載荷。另一種方法，通過增高塔筒也能夠獲得更高的風(fēng)速，面對更小的湍流，還能降低風(fēng)機(jī)載荷。”MECAL（北京）工程技術(shù)有限公司（簡稱“MECAL公司”）總經(jīng)理奧云在會上表示。

隨著國內(nèi)高塔筒技術(shù)的成熟，使該技術(shù)應(yīng)用越來越普遍，為挖掘我國低風(fēng)  速市場的潛力，部分風(fēng)電企業(yè)已嘗試研究并獲得成果。MECAL公司也在其混合塔筒產(chǎn)品基礎(chǔ)上，研發(fā)出了增高塔筒技術(shù)。

奧云介紹說，以中國主流的2兆瓦的風(fēng)機(jī)為例，葉片的直徑現(xiàn)在達(dá)到120米的在低風(fēng)速地區(qū)非常普遍。如果風(fēng)機(jī)葉片120米，掃到下方時風(fēng)速非常低，受到的湍流很大，而上方的葉片，受到湍流較小，所以對于風(fēng)機(jī)整個的動態(tài)強(qiáng)度來說，扭曲和搖晃比較大。如果選擇增加風(fēng)機(jī)的塔筒高度后，葉片的上方和下方受力湍流的差就會變小，這樣對于中部的風(fēng)機(jī)整體的載荷變小，同時也可延長風(fēng)機(jī)壽命，因此，風(fēng)機(jī)的綜合成本更低。所以，在她看來，增高塔筒高度是在低風(fēng)速區(qū)獲得更多風(fēng)能的有效技術(shù)手段。

在整機(jī)商看來，決定技術(shù)路線市場接受度的其中一個重要因素是成本和經(jīng)

精準(zhǔn)評估風(fēng)資源降低建設(shè)與運(yùn)維成本

如何有效選擇和評估風(fēng)資源，更精細(xì)化地分析風(fēng)資源數(shù)據(jù)，為風(fēng)電場的選址，風(fēng)機(jī)的選型以及生產(chǎn)運(yùn)營提供支撐。

隨著我國的風(fēng)電市場從“三北”地區(qū)加快向中南部低風(fēng)速區(qū)轉(zhuǎn)移，在低風(fēng)速區(qū)面對復(fù)雜地形以及不同地區(qū)相應(yīng)的自然災(zāi)害問題的預(yù)測也至關(guān)重要。

目前低風(fēng)速區(qū)風(fēng)電場的前期開發(fā)、風(fēng)資源的評估面臨諸多挑戰(zhàn)。例如，測風(fēng)塔的搭建難度大。單從測風(fēng)的角度來看，首先是低風(fēng)速。為了捕捉到更高風(fēng)資源，測風(fēng)塔的建設(shè)需要更高。這就涉及測風(fēng)塔加固和維護(hù)等問題。第二是災(zāi)害冰凍帶來的影響，像湖南和江西等地區(qū)，冰凍災(zāi)害會導(dǎo)致出現(xiàn)倒塔，冰凍之后整個傳感器無法正常工作，數(shù)據(jù)采集質(zhì)量差對風(fēng)資源評估報告帶來負(fù)面影響。這些都是實(shí)現(xiàn)精細(xì)化風(fēng)資源評估需要一步步攻破的難關(guān)。

北京東潤環(huán)能科技股份有限公司（簡稱“東潤環(huán)能”）新能源并網(wǎng)產(chǎn)品線高級經(jīng)理冀偉超對于目前低風(fēng)速市場的風(fēng)資源預(yù)測面臨的挑戰(zhàn)在會上介紹了基于雷達(dá)加北斗傳輸機(jī)、云平臺數(shù)據(jù)處理的  風(fēng)資源一體化解決方案，東潤環(huán)能利用物聯(lián)網(wǎng)+風(fēng)資源評估，更敏捷地捕捉風(fēng)資源，精準(zhǔn)地預(yù)測和評估為風(fēng)電場投資者減少風(fēng)電場后期運(yùn)維成本打下基礎(chǔ)。

據(jù)他介紹說，這個方案的特點(diǎn)是融合了雷達(dá)技術(shù)、北斗傳輸機(jī)云平臺計(jì)算技術(shù)三大技術(shù)最終形成一個整體的解決方案。

雷達(dá)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性方面具有突出的優(yōu)勢，雷達(dá)測風(fēng)可以在滿足精度要求的情況下，成本更低并且具備抗倒塔免維護(hù)的優(yōu)勢。

另外，在前期的風(fēng)資源的評估的過程中，可能存在二次搬運(yùn)，其費(fèi)用非常高。傳統(tǒng)測風(fēng)塔重量比較大，而雷達(dá)測風(fēng)塔重量的減輕，不僅降低了施工難度，施工成本以及二次搬運(yùn)的費(fèi)用也隨之下降。

另外，東潤環(huán)能物聯(lián)網(wǎng)測風(fēng)是基于云平臺做的嵌入式模塊開發(fā)，云平臺功能是基礎(chǔ)，云平臺承擔(dān)一個綜合監(jiān)控、數(shù)據(jù)的監(jiān)視校正，最后形成風(fēng)資源的評估。

而這些能力可以實(shí)現(xiàn)對風(fēng)資源數(shù)據(jù)的運(yùn)維管控保證整個測風(fēng)數(shù)據(jù)自動化、智能化，面對低風(fēng)速區(qū)做到精準(zhǔn)測風(fēng)，預(yù)測冰凍災(zāi)害地區(qū)的倒塔問題，更好地幫助投資者建設(shè)風(fēng)電場。

濟(jì)問題，雖然增高塔筒增加了原材料使用及基礎(chǔ)的投入，但塔筒成本僅占整體風(fēng)電項(xiàng)目投資的43%，故對整個風(fēng)電場投資影響不大。

“需要注意的是，在一些起伏山地等比較特殊的地形，增高塔筒不是一定能獲得更高的風(fēng)速，這需要對當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源和地形條件進(jìn)行針對性分析，從而做出合理的風(fēng)機(jī)選型。”奧云表示。這不難看出，風(fēng)資源的準(zhǔn)確評估分析對風(fēng)電場的建設(shè)以及未來風(fēng)電運(yùn)行的狀況有著重要意義。