高塔筒技术、精细化风资源评估推动低风速风电

高塔筒技术、精细化风资源评估推动低风速风电发展 经过多年发展，我国风力发电已成为可再生能源领域技术成熟、具备规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。

“在‘十三五’期间，中国的风电企业要以创新为核心目标发展风电技术，这就意味着风电企业在风电设备的可靠性、智能化方面下足功夫，这就需要各种各样的风电技术来支撑当前中国风机向着大型化、精细化方向发展的趋势。”在2017第九届中国国际清洁能源博览会同期召开的 “中国国际风力发电技术与设备研讨会”上，中国风能协会名誉理事长施鹏飞表示。

《风电发展“十三五”规划》中提出以消纳为导向，优化调整发展布局，将风电开发主战场从“三北”地区适当调整到消纳能力好的中东部和南方地区。而低风速风电技术的关键是提高风电机组低风速环境下的风能利用率，降低度电成本。由此可见，《规划》对于“十三五”期间风电发展方式不再以增速为目标，而是在保障适当新增规模基础上，更注重风电行业的技术进步。

增高塔筒来提升低风速地区发电量

近来，单机容量越来越大、叶片越来越长、塔筒高度越来越高，已经成为风电行业一大趋势。而对于低风速风电开发而言，增大风轮直径和增高塔筒高度是充分利用风能资源，提升发电量的两个重要技术手段。“在低风速地区增加发电量，其中一种方式是把叶片的直径加大，风机的叶片越大，发电量就越大。但叶片直径增加有其极限，过大的直径将会导致风机载荷非常大，成本增加。而企业和投资者都希望在节约成本的基础之上，获得更高的风速，更低的载荷。另一种方法，通过增高塔筒也能够获得更高的风速，面对更小的湍流，还能降低风机载荷。”mecal（北京）工程技术有限公司（简称“mecal公司”）总经理奥云在会上表示。

随着国内高塔筒技术的成熟，使该技术应用越来越普遍，为挖掘我国低风 速市场的潜力，部分风电企业已尝试研究并获得成果。mecal公司也在其混合塔筒产品基础上，研发出了增高塔筒技术。

奥云介绍说，以中国主流的2兆瓦的风机为例，叶片的直径现在达到120米的在低风速地区非常普遍。如果风机叶片120米，扫到下方时风速非常低，受到的湍流很大，而上方的叶片，受到湍流较小，所以对于风机整个的动态强度来说，扭曲和摇晃比较大。如果选择增加风机的塔筒高度后，叶片的上方和下方受力湍流的差就会变小，这样对于中部的风机整体的载荷变小，同时也可延长风机寿命，因此，风机的综合成本更低。所以，在她看来，增高塔筒高度是在低风速区获得更多风能的有效技术手段。

在整机商看来，决定技术路线市场接受度的其中一个重要因素是成本和经济问题。

精准评估风资源降低建设与运维成本

如何有效选择和评估风资源，更精细化地分析风资源数据，为风电场的选址，风机的选型以及生产运营提供支撑。

随着我国的风电市场从“三北”地区加快向中南部低风速区转移，在低风速区面对复杂地形以及不同地区相应的自然灾害问题的预测也至关重要。

目前低风速区风电场的前期开发、风资源的评估面临诸多挑战。例如，测风塔的搭建难度大。单从测风的角度来看，首先是低风速。为了捕捉到更高风资源，测风塔的建设需要更高。这就涉及测风塔加固和维护等问题。第二是灾害冰冻带来的影响，像湖南和江西等地区，冰冻灾害会导致出现倒塔，冰冻之后整个传感器无法正常工作，数据采集质量差对风资源评估报告带来负面影响。这些都是实现精细化风资源评估需要一步步攻破的难关。

北京东润环能科技股份有限公司（简称“东润环能”）新能源并网产品线高级经理冀伟超对于目前低风速市场的风资源预测面临的挑战在会上介绍了基于雷达加北斗传输机、云平台数据处理的 风资源一体化解决方案，东润环能利用物联网+风资源评估，更敏捷地捕捉风资源，精准地预测和评估为风电场投资者减少风电场后期运维成本打下基础。

据他介绍说，这个方案的特点是融合了雷达技术、北斗传输机云平台计算技术三大技术最终形成一个整体的解决方案。

雷达技术在经济性方面具有突出的优势，雷达测风可以在满足精度要求的情况下，成本更低并且具备抗倒塔免维护的优势。

另外，在前期的风资源的评估的过程中，可能存在二次搬运，其费用非常高。传统测风塔重量比较大，而雷达测风塔重量的减轻，不仅降低了施工难度，施工成本以及二次搬运的费用也随之下降。

另外，东润环能物联网测风是基于云平台做的嵌入式模块开发，云平台功能是基础，云平台承担一个综合监控、数据的监视校正，最后形成风资源的评估。

而这些能力可以实现对风资源数据的运维管控保证整个测风数据自动化、智能化，面对低风速区做到精准测风，预测冰冻灾害地区的倒塔问题，更好地帮助投资者建设风电场。

经济问题，虽然增高塔筒增加了原材料使用及基础的投入，但塔筒成本仅占整体风电项目投资的16%，故对整个风电场投资影响不大。

“需要注意的是，在一些起伏山地等比较特殊的地形，增高塔筒不是一定能获得更高的风速，这需要对当地的风资源和地形条件进行针对性分析，从而做出合理的风机选型。”奥云表示。这不难看出，风资源的准确评估分析对风电场的建设以及未来风电运行的状况有着重要意义。

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