高塔筒技術(shù)、精細(xì)化風(fēng)資源評(píng)估推動(dòng)低風(fēng)速風(fēng)電發(fā)展經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)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)模化開發(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(guó)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(lái)支撐當(dāng)前中國(guó)風(fēng)機(jī)向著大型化、精細(xì)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。”在2017第九屆中國(guó)國(guó)際清潔能源博覽會(huì)同期召開的 “中國(guó)國(guó)際風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與設(shè)備研討會(huì)”上，中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)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(chǎng)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(duì)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)?；A(chǔ)上，更注重風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

增高塔筒來(lái)提升低風(fēng)速地區(qū)發(fā)電量

近來(lái)，單機(jī)容量越來(lái)越大、葉片越來(lái)越長(zhǎng)、塔筒高度越來(lái)越高，已經(jīng)成為風(fēng)電行業(yè)一大趨勢(shì)。而對(duì)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(gè)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(guò)大的直徑將會(huì)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(guò)增高塔筒也能夠獲得更高的風(fēng)速，面對(duì)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(jiǎn)稱“MECAL公司”）總經(jīng)理奧云在會(huì)上表示。

隨著國(guó)內(nèi)高塔筒技術(shù)的成熟，使該技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越普遍，為挖掘我國(guó)低風(fēng)  速市場(chǎng)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(shuō)，以中國(guó)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(shí)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(duì)于風(fēng)機(jī)整個(gè)的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，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(huì)變小，這樣對(duì)于中部的風(fēng)機(jī)整體的載荷變小，同時(shí)也可延長(zhǎng)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(lái)，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(lái)，決定技術(shù)路線市場(chǎng)接受度的其中一個(gè)重要因素是成本和經(jīng)

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

如何有效選擇和評(píng)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(chǎng)的選址，風(fēng)機(jī)的選型以及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提供支撐。

隨著我國(guó)的風(fēng)電市場(chǎng)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(duì)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(cè)也至關(guān)重要。

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

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

據(jù)他介紹說(shuō)，這個(gè)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(tái)計(jì)算技術(shù)三大技術(shù)最終形成一個(gè)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(shì)，雷達(dá)測(cè)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(shì)。

另外，在前期的風(fēng)資源的評(píng)估的過(guò)程中，可能存在二次搬運(yùn)，其費(fèi)用非常高。傳統(tǒng)測(cè)風(fēng)塔重量比較大，而雷達(dá)測(cè)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(rùn)環(huán)能物聯(lián)網(wǎng)測(cè)風(fēng)是基于云平臺(tái)做的嵌入式模塊開發(fā)，云平臺(tái)功能是基礎(chǔ)，云平臺(tái)承擔(dān)一個(gè)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(píng)估。

而這些能力可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)資源數(shù)據(jù)的運(yùn)維管控保證整個(gè)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)自動(dòng)化、智能化，面對(duì)低風(fēng)速區(qū)做到精準(zhǔn)測(cè)風(fēng)，預(yù)測(cè)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(chǎng)。

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(duì)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)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(duì)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源和地形條件進(jìn)行針對(duì)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(píng)估分析對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)以及未來(lái)風(fēng)電運(yùn)行的狀況有著重要意義。