自2020年9月我國明確提出2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”的“雙碳”目標(biāo)以來，新能源發(fā)展進入了快車道。“雙碳”目標(biāo)的提出，對包括風(fēng)電在內(nèi)的可再生能源既是機遇，也是巨大挑戰(zhàn)。在風(fēng)電項目建設(shè)中，風(fēng)資源評估是不可缺少的核心環(huán)節(jié)，只有高效、精準(zhǔn)的資源評估，才能最大化提升項目發(fā)電量、最大程度保證機組運行安全，并提升項目的環(huán)境友好度。
風(fēng)資源評估涉及的環(huán)節(jié)眾多，包括測風(fēng)數(shù)據(jù)處理、地形地貌建模、流體仿真到發(fā)電量及適應(yīng)性評估等。運達(dá)股份經(jīng)過數(shù)年不懈研發(fā)，結(jié)合公司豐富的資源評估、風(fēng)場建設(shè)、機組運維以及風(fēng)場后評估經(jīng)驗，形成了“運風(fēng)”風(fēng)資源公共服務(wù)云平臺。在核心算法完全自研的基礎(chǔ)上，“運風(fēng)”集成了高效、精準(zhǔn)的流體仿真、行業(yè)領(lǐng)先的尾流評估、科學(xué)客觀的發(fā)電量及適應(yīng)性評估等一系列核心技術(shù)，為各類風(fēng)資源業(yè)務(wù)提供靈活的解決方案。
流體仿真：高效、精準(zhǔn)
采用計算流體力學(xué)（CFD）技術(shù)對風(fēng)場所在區(qū)域的大氣流動進行建模仿真，已成為風(fēng)資源評估的利器。傳統(tǒng)CFD計算涉及地形地貌建模、網(wǎng)格劃分、計算設(shè)置、收斂判斷等步驟，專業(yè)性強，學(xué)習(xí)成本高。同時，傳統(tǒng)CFD模型不完全適用于復(fù)雜山地的大氣流動。運達(dá)股份自2016年起就開始自研適配大氣流動的CFD模型，不斷提升CFD計算的精度及自動化程度，結(jié)合公司在全球超過10000座測風(fēng)塔數(shù)據(jù)以及500余座風(fēng)場、超過15000臺機組的實際運行數(shù)據(jù)，最終形成了一套高效、精準(zhǔn)的CFD自動化流程，并集成于“運風(fēng)”平臺。
平臺內(nèi)置全球30米分辨率地形數(shù)據(jù)及不同分辨率粗糙度數(shù)據(jù)，并具備地形數(shù)據(jù)異常識別、處理功能，最大程度降低建模誤差。平臺還具備3D可視化模塊，將計算結(jié)果實景呈現(xiàn)于項目地形之上，實現(xiàn)“所見即所得”，方便進行分析。
尾流評估：行業(yè)領(lǐng)先
尾流效應(yīng)評估是行業(yè)共同關(guān)注的重點方向之一，我國地形條件復(fù)雜多樣的特點又對尾流評估提出了更高的要求。為此，“運風(fēng)”針對不同場景提供靈活的尾流評估策略。對于機位間距及點位數(shù)量適中的常規(guī)項目，“運風(fēng)”開發(fā)了包括改進Park、Frandsen模型在內(nèi)的眾多高效工程尾流模型，方便項目方案迭代及制定。對于大基地、海上風(fēng)場等項目，其點位多，排布較為規(guī)律，采用工程尾流模型會嚴(yán)重低估尾流損失，有鑒于此，“運風(fēng)”開發(fā)了大規(guī)模風(fēng)場尾流評估模型，實現(xiàn)了分鐘級別的尾流損失精確評估，并在實際項目上得到了驗證。針對更復(fù)雜的場景，“運風(fēng)”開發(fā)了基于致動盤的精細(xì)化尾流評估技術(shù)，在流體仿真中就考慮風(fēng)輪對來流空氣的阻滯作用，最大程度還原機組下游的風(fēng)流動，精細(xì)化評估尾流影響。
發(fā)電量及適應(yīng)性評估：科學(xué)客觀
發(fā)電量及適應(yīng)性評估，是項目投資、建設(shè)、運營的核心決策支撐?？茖W(xué)、客觀評估項目發(fā)電量以及機組適應(yīng)性，對項目至關(guān)重要。針對我國部分地區(qū)低風(fēng)速、高切變的特點，“運風(fēng)”開發(fā)了基于風(fēng)輪面等效風(fēng)速的發(fā)電量評估技術(shù)，大大降低了實際風(fēng)切變引起的發(fā)電量評估誤差。為對接國際項目，并客觀評估項目發(fā)電量，“運風(fēng)”開發(fā)了基于概率的發(fā)電量評估技術(shù)，采用基于概率的方法進行項目年上網(wǎng)發(fā)電量的計算，對各折減、不確定項精細(xì)化取值，從而避免綜合折減“一刀切”所帶來的弊端。針對無塔、少塔或測風(fēng)數(shù)據(jù)不足的項目，“運風(fēng)”提供了包括自研高精度MCP測風(fēng)數(shù)據(jù)插補、中尺度WRF模式模擬等在內(nèi)的多種解決方案，為項目發(fā)電量評估保駕護航。
適應(yīng)性評估方面，“運風(fēng)”開發(fā)了包括IEC 61400-1 Ed2(1999) / Ed3.1(2010) / Ed4(2019)在內(nèi)的適應(yīng)性評估技術(shù)，并針對高風(fēng)速段測風(fēng)數(shù)據(jù)過少的問題，采用智能擬合方法進行湍流強度外推，解決了部分商業(yè)軟件中湍流強度評估異常導(dǎo)致機組選型困難的難題。
高邊坡風(fēng)險分析及定制化風(fēng)資源評估：獨具特色
隨著風(fēng)電行業(yè)發(fā)展，風(fēng)場開發(fā)重心逐漸轉(zhuǎn)向中低風(fēng)速山地，導(dǎo)致高邊坡現(xiàn)象愈發(fā)普遍，存在影響機組發(fā)電量和安全性的風(fēng)險。針對高邊坡問題，“運風(fēng)”特別設(shè)立了高邊坡風(fēng)險分析模塊，集成了高邊坡地形自動“開挖”并建模、機組與邊坡的安全距離計算以及精細(xì)化流動仿真等眾多功能。用戶可以根據(jù)安全距離初步篩查邊坡風(fēng)險，并對比不同輪轂高度的排布方案，輔助把控邊坡風(fēng)險，進行方案決策。
利用“運風(fēng)”的各項關(guān)鍵技術(shù)，用戶可以針對特定場景，靈活進行定制化的風(fēng)資源評估。比如針對港口、工業(yè)廠區(qū)等場景下的分散式項目，可將集裝箱、廠房等障礙物視作高邊坡地形，評估障礙物對機組發(fā)電量及安全性的影響；針對由于各類限制性因素導(dǎo)致的機組排布緊密的項目，可采用基于致動盤的尾流評估技術(shù)，精細(xì)化仿真機組間相互影響，為后續(xù)實施變槳、偏航控制等措施提供參考。
“運風(fēng)”還集成了快速發(fā)電量計算、矩陣制作、極端風(fēng)速求解等眾多功能，輔助用戶在風(fēng)資源評估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行計算及數(shù)據(jù)處理。
環(huán)境效應(yīng)評估：助力環(huán)境友好型風(fēng)場設(shè)計
風(fēng)能作為清潔能源之一，其占地面積少、對周邊環(huán)境影響小是其廣受青睞的重要原因，然而機組運行中產(chǎn)生的噪音、光影等弊端也逐漸受到關(guān)注，成為制約行業(yè)發(fā)展的因素。針對這些問題，“運風(fēng)”集成了噪音及光影效應(yīng)評估功能，評估機組噪聲在空間的傳播以及各時刻機組光影的影響范圍。此外，“運風(fēng)”獨具基于發(fā)電量最優(yōu)的降噪方案主動尋優(yōu)能力，將傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程中繁瑣的降噪方案人工迭代過程自動化，將業(yè)務(wù)耗時從1至2天縮短至小時級別，在保證項目產(chǎn)能最大化的同時，滿足噪聲標(biāo)準(zhǔn)。
作為運達(dá)股份踐行為行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)解決方案的又一力作，“運風(fēng)”已助力公司完成1000余個項目的風(fēng)資源評估，并將于近期正式發(fā)布。平臺集成眾多業(yè)務(wù)模塊和功能，為風(fēng)資源業(yè)務(wù)提供可靠、高效、便捷的全生命周期解決方案，助力用戶從容應(yīng)對行業(yè)難題。未來，運達(dá)股份將繼續(xù)以數(shù)字化、精細(xì)化、綠色化為目標(biāo)，在風(fēng)資源領(lǐng)域持續(xù)投入研發(fā)力量，不斷探索、研究前沿技術(shù)，為“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)運達(dá)力量。
