“格林威治”，为管理风电场投资风险而生

本刊 | 薛辰

“格林威治”，为管理风电场投资风险而生

本刊 | 薛辰

远景将超千万亿次高性能计算资源引入到风电行业，实现了高精度流体仿真和气象模式，并且通过大数据架构和云服务模式使其分享到整个行业，这可以帮助风电投资商全过程把控项目投资风险，以及可靠地优化资产投资方案。

对于许多风电场投资人来说，投资收益率不精准一直是一个头疼的问题，而更让人困惑的是，同一个风电场，不同设计院、不同咨询公司的评估电量差异也较大。

或许，你不明白其中的原因，因为你很难想象，动辄数亿乃至数十亿投资规模的风电项目，在其长达两年的项目资源测量和规划设计周期内，竟然缺乏成熟的信息化过程管控工具，并且项目规划设计的基因很大程度上受制于国外软件，而销售软件的公司出于商业上利于批量中小客户推广的考虑, 往往会对软件作大幅度“精简”，致使流体仿真的精度大打折扣。而一旦看到了本质问题，你就不难理解风电场投资人的头疼之处。

不过，这样的局面或许很快就能改善了。因为，远景“格林威治”风电场设计云平台正是终结上述现状的有益尝试。

好消息是，远景开发的这款基于云平台的风电场设计和投资软件——“格林威治”顺利通过了测试，且有了成功的应用案例。与传统的风电场设计软件相比，除了充分利用高性能计算、大数据和云服务等现代化信息手段之外，“格林威治”旨在针对风电场全过程的不确定性管理，依靠气象模式、CFD流体仿真和优化引擎的核心技术进步，为风电场投资评估和风险管理提供一套标准化工具方法，为风电产业的健康发展提供一个精确的方向。

实际上，远景“格林威治”云平台的创想灵感来自于人们早已认知的格林威治零度子午线。这要回到1675年，那时英国正在跨越大洋扩张势力，但海上航行只能凭借日月星辰来判断船只所处的纬度，因此查理二世决定在格林威治山顶建立英国皇家天文台寻找确定航海经度的办法，用以改善航海与天文学。1767年，格林威治的皇家天文学家们摸清了主要天体的准确位置和运行规律，制成世界上首张航海图。从此，英国船队在海洋中可以根据星星的位置精密确定船的方位，从而奠定了英国在大航海时代的霸主地位。1884年，国际经度会议通过决议，以格林威治天文台的经线为本初子午线，即零度经线，以此计算地球上的经度确定。

而远景想到新能源大发展时代的“格林威治”，得益于其在全球低风速技术领域的领先探索。这家因为低风速技术突破而改变中国风电开发格局的公司，在对低风速风电场项目进行的后评估中发现，在风电场设计过程中0.1米/秒的风速误差对应4%的发电量误差；相当一部分机位发电量实测值与可研预计值的误差超过30%，风电场的尾流实测误差超过50%。“这让我们对传统风电场设计工具的风险有了深刻的认识。”远景风电场设计总监 Oliver说，“通过对国内多个风电场项目的调研，我们发现，无论是测风管理还是微观选址，无论是机组选型还是机型排布，大家使用的工具和方法各有不同，这也是为什么同一个风电场不同的设计院作出的可研电量会相差10%左右，更让人揪心的是，可研发电量和实际发电量差距更大，有的甚至相差20%，部分机位误差甚至超过50%，造成不必要的资产投资失误。”

针对风电项目投资无法有效管控风险和有效优化设计的现状，远景的掌门人张雷决定做一款类似格林威治之于航海意义的风电场软件产品，让“风电场的设计和投资更精准，为风电行业的投资评估和风险管理找到一个准绳，也让‘格林威治’云平台成为行业利用知识和积累知识的大平台。”

于是，远景在2012年初启动了“木星计划”，正是这个计划的实施出产了“格林威治”云平台这一软件产品。有意思的是，当时即便在公司内部，“木星计划”也显得有点神秘。木星是太阳系行星里面一颗巨大的气态行星，覆盖星球1/3的风暴一直在演变。在Oliver看来，木星的流体模型最为复杂，是云也是大平台，以此为代号，与远景开发的风电场设计软件产品比较贴切。

Oliver告诉记者，“为开发这款软件产品，远景是集团作战，下设风电场解决方案、气象与流场基础研发、软件研发三个团队。”值得一提的是，风电场解决方案团队，仅在2013年就为客户做了300个与风电场设计相关的案子，其中包括部分重点已经投运风电项目的后评估，这些案子均出自远景的软件系统，而客户拿远景方案再与设计院的方案以及实际运行数据进行比对，这些客户中有的已是远景的客户，有的还不是，无论哪种情况，远景都会用心来做。如此数量的实战方案，让远景风电场设计软件有了多次迭代。

2014年3月中旬，远景“格林威治”云平台进入内部测试流程，中广核枣庄山亭300兆瓦低风速复杂山地风电场成为其在线测试的重点项目。值得一提的是，这个低风速风电场是中广核精心打造的风电项目，这家公司倾其所有认知来解决这个项目面临的挑战，使其拥有最优的投资收益率。

但实际情况却是，这个项目在设计方案上的不断演变远出乎人们的意料，而“格林威治”是促其演变的直接动因。正是它高性能的计算能力，首次实现了在复杂大型山地风电场采用可以充分反映地形变化的7米分辨率高精度CFD仿真，识别出全场150个机位中有48个机位出现风的负切变现象，而这是最初用传统软件计算没有发现的一个潜在载荷安全漏洞。

枣庄山亭300兆瓦风电场项目等于6个50兆瓦常规项目的体量，工程场址位于低山丘陵，地形复杂，“项目设计难度较大。”主管项目总体设计的山东电力工程咨询院毛戈告诉记者，在最初进行的风电场设计中，使用的是业内常用的传统软件，并没有发现机位风的负切变现象。远景的“发现”引起了设计方的高度重视，这是必须要搞清楚的问题，以免对风电场的寿命造成严重影响。

同样，这也引起了中广核的高度重视。其实，在项目设计阶段中广核就邀远景深度介入到这个项目的解决方案中来，正是看中其在低风速领域提供整体解决方案的能力，但对于“格林威治”发现的48个机位风的负切变问题，他们还是“半信半疑”，毕竟业内对传统风电场设计软件的计算结果相当认可，而且这类风电场软件出自世界知名的专业软件公司。

远景感到了压力，但相信“格林威治”的“发现”及其解决枣庄山亭风电场设计风险的技术能力。在场址地形越来越复杂以及投资商越来越关注投资收益水平和长期运营风险控制的情形下，风电场项目投资和设计风险也变得越来越难以掌控，而“格林威治”基于覆盖全过程的完整技术支撑，可以让复杂的事情变得简单。Oliver举例，借助背后的超级计算中心支持，在中国自主研发的CPU阵列上，为枣庄山亭这样一个300兆瓦的风电场配置两种机型，“格林威治”的机组排布引擎可以在32秒时间中完成宏观选址规划，在30分钟时间内完成高分辨率的流体仿真，在10分钟时间内完成支持多机型混排的高精度的高度定制优化微观选址，并且可以将远景智能风电机组特有的风电场协同控制策略融入到风电机组的微观选址排布方案，可以实现超过10%的发电量提升，进而实现用户指定经济性指标最优。在一个风电场设计专业人员的把控下，整个风电场设计过程在1小时内全部完成。基于“格林威治”云平台规划设计全过程管理，可以将风能资源数据误差控制到0.5%，将机位风能资源误差控制到5%，可以有效规避常见的12%的发电量评估错误。这样看，“格林威治”云平台也算一款蛮牛的产品。

但是，中广核和山东电力工程咨询院可能并不关注“格林威治”的技术有多牛，而只在意它究竟能给这次合作带来什么价值。从山东电力工程咨询院的角度看，考虑到在风电场设计上对已有经验和传统软件的信赖，那么对“格林威治”计算结果的认同就相当谨慎。在这一点上，中广核的想法会坚定一些，那就是要对“格林威治”仿真的结果进行“专家评估”，绝不能为48台风电机组埋下安全隐患。

2014年5月19日，中广核组织山东电力工程咨询院、中水顾问集团中南院、法国美迪公司（WT）、维斯塔斯、远景等6个单位的专家齐聚上海，对远景“格林威治”发现的48个机位风的负切变现象进行评审。而这之前，远景已将相关文件提交给了参加评审的专家。

最终，评审专家一致认可了远景的结论。参与评审会的中广核专家释然了，但也倒吸了冷气。如果不是“格林威治”的发现，后果不堪设想。这也让在场的专家进一步认识到，“原来认为单一机型的排布方案不适合地形复杂的大型低风速风电场，因此必须实施两种以上机型的混排方案——现在看，即使这类风电场实施了混排方案，也可能有机型因为某些机位的风负切变而过不了载荷关。”由此，他们还有了一个重要的联想：在有些地形复杂的风电场，机组叶片小批量开裂，以及叶片打筒的现象，这是否与机位的风负切变有关？不过，回答这样的问题，现在只要在“格林威治”云平台上算一下,就会一目了然。

再回到枣庄山亭项目，单体300兆瓦的风电场位于低山丘陵之中，在已确定的150个机位区域，风速范围从5.4米/秒到7.2米/秒。这样的条件对机组选型以及风电场设计和经济性带来了挑战。这也是为什么中广核在这个项目中将机组选型看作选择综合解决方案的重要原因。而48个机位风的负切变问题，也意味着正在形成中的项目设计方案要有重要调整和完善。需要提及的是，远景风电场设计团队针对这一问题进行了深度载荷计算，为枣庄山亭项目匹配了适应负切变载荷的适用性机型。

值得关注的是，从这个项目采用定制化的方法，推出了“1.8/106、2.3/110”两种机型混排的布机方案，并且采用了细化到单个机位的经济性指标评价的最新设计方法，这对中广核和山东电力工程咨询院来说是一个突破。但在远景看来，这是继在龙源盱眙低风速风电场取得混排经验后的又一次实践，有所不同的是，这一次的“实践”是在“格林威治”云平台上完成的。据知情人透露，“这个项目因为单机定制性优化设计方法的应用，比传统的设计方法提升发电量6%。”尽管这个数据还需时间加以验证，但已然显示出这个项目在设计上的技术进步。

先来看风电场设计方法上的进步。枣庄山亭项目是“格林威治”风电场设计方法的一次实践。但Oliver一再向记者强调，“这个方法的实践并不是由远景一家来完成的，而是远景同中广核、山东电力工程咨询院共同完成的。”

一个例子是，在微观选址与风电场设计上，“格林威治”规定在对单个机位进行适用性把控和优化以后，再进行下一步的风电场规划，而且什么机位用什么机型，都有一套系统的经济性指标去衡量，这样做的目的是确保项目净现金流的最大化和长期运行设备风险的最小化。

再来看流体模型仿真工具的进步。由于计算资源不足，以往行业常用的商业流体模型仿真工具精度不够，其地图格点仅能达到25米，而“格林威治”的流体模型仿真工具的格点精确到了7米，这样就能把地形的复杂程度刻画出来。在枣庄山亭项目，一个已经发生的事实是，传统流体模型仿真工具没有仿真出机位的风负切变，而“格林威治”却发现了这一现象，这大大降低了项目的风险。

其实，更大的价值在于，远景“格林威治”云平台很可能会重新定义业内对于复杂地形风电场解决方案的认知。从“格林威治”云平台上的宏观规划与测风管理、风能资源评估、微观选址与风电场设计、概算与经济性评价、资产运行评估与优化这五大技术模块可以看出，这是一个贯通风电场工程价值链的操作系统，其标准化、工具化和尺度化的内核以及在使用上的便捷、高效和经济性，决定了它是一个行业共享的平台。

远景透露，公司不靠“格林威治”赚取利润，而是希望它以云服务的方式承载业内共同验证过的标准化方法，并将其分享到市场，与有志于提升行业健康发展的投资商、设计院和设备供应商建立良好的合作关系，立足“格林威治”云平台营造更精准、更可控风险的风电行业投资环境。

究竟“格林威治”云平台能否如远景所愿，关键还要看其此后的表现。