产业升级有待更精细化地认识风

文 | 秦海岩

目前，我国风电产业发展进入新阶段，面对平价上网目标落地和更多复杂地形项目开发所带来的降本增效压力，行业需要进行新一轮升级，通过精细化各项工作挖潜所有环节的价值。在这种情况下，风能资源工作作为决定风电场全生命周期收益的核心环节，其重要性将凸现，对它的精细化和准确性要求也越来越高。可以说，不能更精细化地认识风，就不可能真正开发出高效益的风电项目，更谈不上推动风电技术进步。

前些年，受多重因素制约，风能资源工作对项目收益的影响被极大削弱。一是认知存在局限。早期，我国风电机组依靠进口，技术源于欧洲。当时提出要发展自己的风电制造业，一个重要原因是中国的风况和环境条件与欧洲不同。但很多人认为，全世界的风都一样。这其实是认识不到位，不仅各国的风况千差万别，甚至各个机位点的风能资源条件也不同。二是技术手段单一，通常采用一两年的现场测风塔测风数据和项目周边气象台站的长期观测数据，运用WAsP软件进行线性计算得到评估结果，偏差很大。三是开发重心在“三北”地区，风能资源条件好，地形相对单一，资源评估技术难度低。四是弃风限电严重，机组发电效率不高，可靠性差，可利用率低。五是电价高，企业能够在更大范围内承受因风能资源工作不精细造成的收益风险。当时，开展风能资源工作更多的是为了满足可研报告的需要，形式大于内容。缺少这个环节，政府主管部门不会核准项目，企业的相关部门也无法做出投资决策。如此形成的可研报告不是可行性与否的研究报告，而是必须可行的研究报告，各项数据都可以按照投资决策指标进行调整。

近几年，技术进步推动激光雷达、CFD、中尺度数据库、GIS等在风电领域得到广泛应用，风能资源工作的手段不断丰富。与此同时，随着我国风电开发重心转向中东南部，整体平均风速下降，复杂场址增多，风能资源评估和微观选址变得越来越重要。尤其对于机位点排布，此前在开发“三北”地区的项目时，仅需重点考虑尾流的影响，按照几倍风轮直径来设计机位点间距即可。而在中东南部的项目中，由于地形复杂，不同位置的风能资源差异巨大，机位点选择稍有偏差便可能造成大量的发电损失。此外，带方案招标模式的推广也将促进风能资源工作精细程度的提升。

在此基础上，未来对风的认识与机组选型设计之间会存在更为密切的关系。首先，微观选址的定制化，要求基于各个机位点的风能资源条件进行机组选型，因地制宜配置塔筒高度、风轮直径、控制策略等。其次，同一个风电场的机组与机组之间，不同的风电场与风电场之间需要协同控制，这也对前期风能资源评估、微观选址、机组选型、控制策略一体化设计提出了更高要求。再次，开发海上风电项目时，为了实现风、浪、洋流与基础和机组之间的耦合，降低尾流影响，做好台风防范工作，风能资源工作必须与风电机组设计，风电场工程设计、施工，后期运维紧密结合。最后，随着分散式风电的快速发展，风能资源工作的逻辑发生了根本变化。以前，微观选址是选出好的机位点；现在需要根据指定区域的条件筛选合适的机型，实现收益最大化。尤其是在开发工业园区内的分散式风电时，机位点的选择空间更小。此外，对于分散式风电而言，开展长期现场测风的成本是不可承受的，如何利用中尺度数据和激光雷达测风等做好风能资源评估是一大挑战。未来，风能资源工程师不仅要会运用先进的软硬件工具，更需掌握风电机组的知识；风电机组设计工程师同样必须了解风，才能设计出合适的风电机组，使项目开发达到最佳效果。

中国是目前全球最大的风电市场，也是风能资源条件最复杂的地区，对我国风能资源工程师而言，这既是挑战，也是引领全球风能资源相关技术演进的机遇。当下，业界应当根据产业发展的新形势，深化对风的认识，加大创新力度，充分释放这一环节在降低风电项目全生命周期度电成本中的价值。