文 | 秦海巖

目前，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入新階段，面對(duì)平價(jià)上網(wǎng)目標(biāo)落地和更多復(fù)雜地形項(xiàng)目開(kāi)發(fā)所帶來(lái)的降本增效壓力，行業(yè)需要進(jìn)行新一輪升級(jí)，通過(guò)精細(xì)化各項(xiàng)工作挖潛所有環(huán)節(jié)的價(jià)值。在這種情況下，風(fēng)能資源工作作為決定風(fēng)電場(chǎng)全生命周期收益的核心環(huán)節(jié)，其重要性將凸現(xiàn)，對(duì)它的精細(xì)化和準(zhǔn)確性要求也越來(lái)越高。可以說(shuō)，不能更精細(xì)化地認(rèn)識(shí)風(fēng)，就不可能真正開(kāi)發(fā)出高效益的風(fēng)電項(xiàng)目，更談不上推動(dòng)風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步。

前些年，受多重因素制約，風(fēng)能資源工作對(duì)項(xiàng)目收益的影響被極大削弱。一是認(rèn)知存在局限。早期，我國(guó)風(fēng)電機(jī)組依靠進(jìn)口，技術(shù)源于歐洲。當(dāng)時(shí)提出要發(fā)展自己的風(fēng)電制造業(yè)，一個(gè)重要原因是中國(guó)的風(fēng)況和環(huán)境條件與歐洲不同。但很多人認(rèn)為，全世界的風(fēng)都一樣。這其實(shí)是認(rèn)識(shí)不到位，不僅各國(guó)的風(fēng)況千差萬(wàn)別，甚至各個(gè)機(jī)位點(diǎn)的風(fēng)能資源條件也不同。二是技術(shù)手段單一，通常采用一兩年的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)和項(xiàng)目周邊氣象臺(tái)站的長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用WAsP軟件進(jìn)行線(xiàn)性計(jì)算得到評(píng)估結(jié)果，偏差很大。三是開(kāi)發(fā)重心在“三北”地區(qū)，風(fēng)能資源條件好，地形相對(duì)單一，資源評(píng)估技術(shù)難度低。四是棄風(fēng)限電嚴(yán)重，機(jī)組發(fā)電效率不高，可靠性差，可利用率低。五是電價(jià)高，企業(yè)能夠在更大范圍內(nèi)承受因風(fēng)能資源工作不精細(xì)造成的收益風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)時(shí)，開(kāi)展風(fēng)能資源工作更多的是為了滿(mǎn)足可研報(bào)告的需要，形式大于內(nèi)容。缺少這個(gè)環(huán)節(jié)，政府主管部門(mén)不會(huì)核準(zhǔn)項(xiàng)目，企業(yè)的相關(guān)部門(mén)也無(wú)法做出投資決策。如此形成的可研報(bào)告不是可行性與否的研究報(bào)告，而是必須可行的研究報(bào)告，各項(xiàng)數(shù)據(jù)都可以按照投資決策指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。

近幾年，技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)激光雷達(dá)、CFD、中尺度數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS等在風(fēng)電領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，風(fēng)能資源工作的手段不斷豐富。與此同時(shí)，隨著我國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)重心轉(zhuǎn)向中東南部，整體平均風(fēng)速下降，復(fù)雜場(chǎng)址增多，風(fēng)能資源評(píng)估和微觀選址變得越來(lái)越重要。尤其對(duì)于機(jī)位點(diǎn)排布，此前在開(kāi)發(fā)“三北”地區(qū)的項(xiàng)目時(shí)，僅需重點(diǎn)考慮尾流的影響，按照幾倍風(fēng)輪直徑來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)位點(diǎn)間距即可。而在中東南部的項(xiàng)目中，由于地形復(fù)雜，不同位置的風(fēng)能資源差異巨大，機(jī)位點(diǎn)選擇稍有偏差便可能造成大量的發(fā)電損失。此外，帶方案招標(biāo)模式的推廣也將促進(jìn)風(fēng)能資源工作精細(xì)程度的提升。

在此基礎(chǔ)上，未來(lái)對(duì)風(fēng)的認(rèn)識(shí)與機(jī)組選型設(shè)計(jì)之間會(huì)存在更為密切的關(guān)系。首先，微觀選址的定制化，要求基于各個(gè)機(jī)位點(diǎn)的風(fēng)能資源條件進(jìn)行機(jī)組選型，因地制宜配置塔筒高度、風(fēng)輪直徑、控制策略等。其次，同一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組與機(jī)組之間，不同的風(fēng)電場(chǎng)與風(fēng)電場(chǎng)之間需要協(xié)同控制，這也對(duì)前期風(fēng)能資源評(píng)估、微觀選址、機(jī)組選型、控制策略一體化設(shè)計(jì)提出了更高要求。再次，開(kāi)發(fā)海上風(fēng)電項(xiàng)目時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)、浪、洋流與基礎(chǔ)和機(jī)組之間的耦合，降低尾流影響，做好臺(tái)風(fēng)防范工作，風(fēng)能資源工作必須與風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)，風(fēng)電場(chǎng)工程設(shè)計(jì)、施工，后期運(yùn)維緊密結(jié)合。最后，隨著分散式風(fēng)電的快速發(fā)展，風(fēng)能資源工作的邏輯發(fā)生了根本變化。以前，微觀選址是選出好的機(jī)位點(diǎn)；現(xiàn)在需要根據(jù)指定區(qū)域的條件篩選合適的機(jī)型，實(shí)現(xiàn)收益最大化。尤其是在開(kāi)發(fā)工業(yè)園區(qū)內(nèi)的分散式風(fēng)電時(shí)，機(jī)位點(diǎn)的選擇空間更小。此外，對(duì)于分散式風(fēng)電而言，開(kāi)展長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)測(cè)風(fēng)的成本是不可承受的，如何利用中尺度數(shù)據(jù)和激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)等做好風(fēng)能資源評(píng)估是一大挑戰(zhàn)。未來(lái)，風(fēng)能資源工程師不僅要會(huì)運(yùn)用先進(jìn)的軟硬件工具，更需掌握風(fēng)電機(jī)組的知識(shí)；風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)工程師同樣必須了解風(fēng)，才能設(shè)計(jì)出合適的風(fēng)電機(jī)組，使項(xiàng)目開(kāi)發(fā)達(dá)到最佳效果。

中國(guó)是目前全球最大的風(fēng)電市場(chǎng)，也是風(fēng)能資源條件最復(fù)雜的地區(qū)，對(duì)我國(guó)風(fēng)能資源工程師而言，這既是挑戰(zhàn)，也是引領(lǐng)全球風(fēng)能資源相關(guān)技術(shù)演進(jìn)的機(jī)遇。當(dāng)下，業(yè)界應(yīng)當(dāng)根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)，深化對(duì)風(fēng)的認(rèn)識(shí)，加大創(chuàng)新力度，充分釋放這一環(huán)節(jié)在降低風(fēng)電項(xiàng)目全生命周期度電成本中的價(jià)值。