我國風電市場迎來新的發(fā)展節(jié)點，風電建設(shè)重心正由消納不足、限電現(xiàn)象比較集中的“三北”地區(qū)，過渡到了人口及商業(yè)密集、電力缺口較大的中東部和南方低風速區(qū)域。

與“三北”地區(qū)相比，中東部和南方地區(qū)在風資源、局部地形、開發(fā)成本和氣候等方面都存在諸多不確定性。

那么，如何有效規(guī)避低風速地區(qū)建設(shè)過程中諸多難題、有效降低成本和提高投資效益?記者近日在由《能源》雜志和領(lǐng)航智庫主辦的2017低風速前沿技術(shù)與應用創(chuàng)新論壇上，聽到了相關(guān)觀點。

風電“東南飛”成為必然選擇

根據(jù)國家能源局早前發(fā)布的相關(guān)統(tǒng)計報告顯示，2016年，我國風電保持健康發(fā)展勢頭，全年新增風電裝機1930萬千瓦，累計并網(wǎng)裝機容量達到1.49億千瓦，占全部發(fā)電裝機容量的9%，風電發(fā)電量2410億千瓦時，占全部發(fā)電量的4%。

“相關(guān)規(guī)劃指出，我國風電發(fā)展規(guī)模，年內(nèi)計劃新建開工2500萬千瓦，新增裝機2000萬千瓦。不僅如此，國家能源主管部門相關(guān)負責人也曾在多個場合提出未來風電發(fā)展規(guī)模都要在2000萬千瓦左右，這個規(guī)模符合我國當前能源轉(zhuǎn)型要求規(guī)模。政府既不希望風電行業(yè)大起大落，每年新增量希望穩(wěn)定在比較合理水平，這樣的意圖也能更好保證整個設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展。”在國家發(fā)展改革委能源研究所能源經(jīng)濟中心主任高虎看來，在“三北”地區(qū)產(chǎn)業(yè)頑疾暫時無法妥善解決的情況下，中東部地區(qū)和南方發(fā)展就變得非常關(guān)鍵。

記者留意到，相較于“十二五”期間的以資源為導向大基地建設(shè)的發(fā)展模式，“十三五”規(guī)劃對風電建設(shè)布局進行了一系列調(diào)整，將整體建設(shè)布局從“三北”地區(qū)轉(zhuǎn)向消納能力較好且不限電的中東部和南方地區(qū)。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，“十三五”期間，我國中東部和南方地區(qū)新增風電裝機(含海上風電)4700萬千瓦以上，占據(jù)全國新增裝機57%，是“十二五”期間占比的約2.5倍。

這一點從近日中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的相關(guān)報告中也有所體現(xiàn)。該份報告顯示，2016年，我國風電投資首次走低，比上一年度下降25.3%。其中，西部和東北地區(qū)同比分別下降49.7%和46.8%，而東、中部地區(qū)卻呈現(xiàn)逆勢增長，同比分別增長35.1%和13.1%，其風電投資比重也比上年大幅提高22個百分點。

高塔筒技術(shù)已被行業(yè)廣泛關(guān)注

華電福新能源股份有限公司副總工程師張文忠會上坦言，低風速地區(qū)年利用小時數(shù)近年來雖保持較好水平，但其項目開發(fā)建設(shè)是一個復雜系統(tǒng)工程，作為我國首創(chuàng)的“低風速”概念，在國際上并沒有先例可循，目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

“低風速開發(fā)地區(qū)地形條件復雜，大大增加了項目建設(shè)的不確定性。風能資源分布也不均衡，對大規(guī)模開發(fā)造成了影響。另外，我國南方地區(qū)氣象災害多，存在覆冰、雷擊等災害，這些問題無疑增加了開發(fā)的難度，同時也給風電開發(fā)商和風電機組制造商提出了更為苛刻的要求。”張文忠會上表示，“低風速區(qū)風能資源比較離散，環(huán)境也是千差萬別。對風電機組也有一些特殊要求，這時最好有滿足當?shù)刭Y源條件的、適應性好的風電機組，可是要把風電機組做成定制式的無疑會增加成本。那么如何在不增加成本的情況下有針對性供應風電機組，這是一個需要考慮的問題。我國現(xiàn)有的低風速技術(shù)還有很大的突破空間，需要一些創(chuàng)新性的設(shè)計，既要滿足定制化又要滿足產(chǎn)業(yè)化需求。”

在張文忠看來，對復雜地形條件下的資源評估要做到精細化。在選址和機位布置上必須達到更精準的程度，測風塔可能需要立得多一點、測風時間長一點，再加上激光雷達測風，適應性更好的風資源評估軟件，業(yè)內(nèi)在做評估分析的時候，要做得更專業(yè)一些，進而對資源掌握得更加精準。另外，目前增加風電機組葉輪直徑已經(jīng)沒多少空間，未來可以綜合考慮更高的塔架。

此觀點與會場其他專家不謀而合。有與會人士對記者表示，目前風電行業(yè)亟待一場技術(shù)變革，在風電量提升越來越向精細化發(fā)展的背景下，增加風機塔筒高度，被認為是低風速區(qū)提升發(fā)電量的一種直接且有效的手段。

據(jù)了解，目前我國高塔筒技術(shù)路線主要有全鋼柔性塔筒和砼鋼混合塔筒兩種，全鋼柔性塔筒以造價低廉、結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)、供應鏈成熟、運輸便利、吊裝高效而著稱，其優(yōu)異的性能得益于智能風機高超的智能控制技術(shù)，而砼鋼混合塔筒設(shè)計相對簡單，對控制策略沒有過多的要求，但其復雜的施工工藝和價格不菲的預制件成本壓力會延緩這一技術(shù)路線的成熟期。

與會專家向記者表示，近年風電行業(yè)發(fā)展的趨勢非常明顯，即大容量、長葉片和高塔筒。可以說，以上兩種技術(shù)路線各有利弊。隨著低風速區(qū)域進一步被開發(fā)，相關(guān)配套技術(shù)越發(fā)成熟，上述技術(shù)將會得到進一步發(fā)展，屆時將使得低風速區(qū)域開發(fā)更加“有利可圖”。

值得注意的是，去年11月采用遠景120米高度全鋼柔性塔筒風電場項目分別在江蘇濱海和江蘇東臺實現(xiàn)批量并網(wǎng)運行，緊接著丹麥企業(yè)維斯塔斯也發(fā)布消息稱，獲得來自天順風能位于山東菏澤李村鎮(zhèn)風電場的風機訂單。公司將負責供貨和安裝指導，憑借137米的輪轂高度，此項目完成后有望成為中國風電行業(yè)最高塔筒項目。

信息化運維助力低風速風場開發(fā)

隨著產(chǎn)業(yè)格局的進一步調(diào)整，記者留意到，目前國內(nèi)已有一批優(yōu)秀的整機制造商、開發(fā)商就低風速和超低速大功率機組傳動鏈類型、低風速復雜山地風場解決方案以及風機運維等多個方面投入了大量的精力進行研究，并制定了個性化的整體解決方案。

“在北方限電情況下低風速風場成為主流，目前中廣核每年開發(fā)的風電幾乎一半以上都是在低風速區(qū)域。”中廣核運維事業(yè)部副總經(jīng)理周志剛表示，面對開發(fā)老區(qū)“三北”地區(qū)的限電、外送通道不暢以及核準計劃制約等多個問題，中廣核早在2011年開始就將開發(fā)主戰(zhàn)場逐步南移，由高風速地區(qū)轉(zhuǎn)向低風速地區(qū)，實現(xiàn)了覆蓋全國各個省區(qū)的開發(fā)新格局，通過資源整合和業(yè)務再分配，實現(xiàn)了南方市場的管理和覆蓋。

周志剛會上介紹，中廣核目前形成了獨特的信息化、專業(yè)化、集約化生產(chǎn)運維管理模式。依托信息化平臺和專業(yè)管理系統(tǒng)，最大程度地保障低風速風場安全、高效地運行，在開發(fā)、建設(shè)、運維各環(huán)節(jié)緊密配合下，目前公司低風速風場運行平穩(wěn)，各項指標均好于預期。

公司的集控管理系統(tǒng)，目前已經(jīng)接入近93個風場、6328臺風機。據(jù)介紹，該系統(tǒng)具備現(xiàn)場SCADA所有功能，實現(xiàn)風電機組、升壓站、光伏、水電、EMS、風功率預測以及測風塔等全面監(jiān)控，很好地降低了運行成本。

不僅如此，公司推出的EBA指標系統(tǒng)能夠及時調(diào)整風機的控制策略，目前已經(jīng)在超過6000臺風機上進行成熟應用，對風機的運行質(zhì)量、全生命周期管理上起到了很好的控制作用。

另據(jù)周志剛會上透露，目前公司正在加快部署集中功率預測平臺，在提供各種預測數(shù)據(jù)的同時，能對數(shù)據(jù)進行深層次分析，預測成功率處在行業(yè)領(lǐng)先水平，超短期準確率達到90%，短期準確率達到85%，不但降低了造價，而且對于準確率，也有較好地提升。

除中廣核外，會上東潤環(huán)能事業(yè)部總經(jīng)理劉冰介紹，公司也推出了物聯(lián)網(wǎng)捕捉風資源技術(shù)服務低風速區(qū)域高層測風方案即：聲波雷達—北斗衛(wèi)星通訊—云計算技術(shù)服務方案，能夠大大升測風的精準度。

通過在東潤私有云計算提供的測風數(shù)據(jù)在線管理系統(tǒng)，可以完全實現(xiàn)對風資源數(shù)據(jù)的運維管控能力，減少運維壓力，保證整個測風數(shù)據(jù)自動化IT的能力，能有效解決低風速區(qū)域高層測風、低風速區(qū)域精準測風、南部區(qū)域冰凍天氣倒塔，低風速區(qū)域風資源評估加密測風，更好地協(xié)調(diào)企業(yè)發(fā)展風電。