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关于低风速风电的一点看法
日期:2019/6/5 8:40:46

我们国家的风能资源禀赋与电力消纳存在严重不匹配的问题。三北地区风能资源丰富,有很多大型风电基地,是国家风能布局中的重点区域,但是因为电量消纳能力不足,弃风限电现象严重。中东南部地区经济富裕,轻重工业、商业发达,社会用电量高,电量消纳能力好,但是风能资源却不如人意。在此背景下,国家风电发展“十三五”规划中明确表示要加快开发中东部和南方地区陆上风能资源。受政策及商业利益驱使,风电开发市场逐渐南移,低风速风电发展了起来。

低风速风电的技术支持

目前业内对低风速没有准确的定义,主要是把5.5m/s以下的风速称为低风速。在CWP2018上,各风机展商都相应的发布了最新的针对低风速区域的低风速/超低风速机型。其主要的技术手段为低风速高切变地区增加塔筒高度,延长风机叶片,以此达到适应低风速地区的目的。以下是编者在CWP2018大会上走访统计的部分国内厂家针对低风速区域推出的机型。

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通过上表的统计分析,可以看出如下规律:

一、长叶片

针对中东南部的低风速区域,长叶片可以有效提高风机捕捉风能的能力,以此提高发电量。

二、大机组

南方地区山地丘陵、农田居多,这一情况也就造就了可以使用的有效土地面积偏少这一现象,大容量机组正好弥补了机位点少造成的装机容量问题。

三、高塔架

高塔架风机则主要是针对平原低风速高切变地区推出,通过增加塔筒高度来触探较高风速的目的。

面临的问题

一、机型可靠度

南方地区往往雨多、雷多、台风多,气象灾害较严重。另外山地丘陵居多,地形复杂,湍流大。这些原因也就对机组的可靠性提出了更高的要求。

二、精准测风

南方等低风速地区,因为低风速、复杂地形这些特点,风电场项目往往处于能干不能干的临界状态。这也为风资源工程师提出了更严苛的要求。目前主要通过以下几种方式获取风资源状况:

①测风塔测风

在拟开发区域立塔测风,这是获取风资源数据最准确的方式之一,但是在低风速区域立塔测风,很多开发商则会犹豫不决。低风速区域能不能开发还值得商榷,更别说在最前期花掉几十万块钱去立塔测风。

②平台中尺度数据获取

目前各主流整机厂商都陆陆续续发布了自家的中尺度气象数据模拟平台,功能大同小异。主要是圈地看资源,获取一定区域内的风能分布情况。但是由中尺度数据带来的不确定性不容忽视。

③中尺度数据模拟+短期雷达测风

中尺度模拟本身就具有不确定性,雷达测风相较于机械式测风也有一定的误差。但是获取风资源的过程中,两种方式互相辅助佐证也能一定程度地降低风资源模拟的不确定性。

三、精细选址

在南方等低风速区域,精细化选址则更为重要。以往的项目经验告诉我们,由风机点位选址不当带来的发电量损失的案例数不胜数。下图表中列举了一个案例,9#和20#机位点都处于一个相对高地,两处位置相近约250m,海拔差70m,但是两处的发电量则是偏差很大。由此看出,精细化选址有多重要了。

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从上表可以看出,因为选点的差异造成的发电量损失还是很显著的。所以在低风速区域,精细化选址对发电量、项目收益等影响很大。

虽然低风速风电开发问题还是很多,但是国家政策、风机整机厂商以及开发商共同推动,前景越来越明朗,未来大有可为。