破譯低風速高發電量密碼

低風速風電迎來高速發展期

與高風速區域相比，低風速區域開發風電存在四方面優勢：

一是可開發面積廣，開發潛能巨大；

二是接近負荷中心，不存在遠距離送出，降低送出成本；

三是電網條件好，低風速風電既可并網，也可離網就地使用，運行方式靈活方便；

四是低風速風電單位造價會隨著推廣規模的不斷擴大而降低。

隨著我國低風速風電技術的發展進步，中東部和南方資源區的風電已經步入規模化發展，預計“十三五”期間，中南部省份大量平均風速處于5.5~6.5米/秒的低風速或超低風速風電場，將成為建設重點。加強低風速風電開發將被納入“十三五”風電發展規劃，其相對應政策的需求也在增加。

政策層面講，相關部門正在加緊風電接入電網和市場消納研究，著重提出電網受端省區的低風速風電開發和電網消納問題。這預示著未來將加大這些低風速地區的風電裝機規模目標，某些省區的發展目標有望從不足10%提高到20%。

但也應該看到，從近幾年數據來看，低風速地區風電年利用小時數較好，但其開發還存在三個問題。

一是資源分布較分散，不利于大規模開發；

二是地質條件較復雜，增加項目建設不確定性；

三是氣象災害多，主要在我國西南部地區，存在冰凍、覆冰、雷擊、地質災害等。

這類風區主要是局地風，如山谷風、峽谷風、爬坡風等，這幾類局地風的共性是變風向。我國低風速地區還存在進場道路、交通運輸條件復雜，施工難度較大等缺點。

近年來，中車株洲所、東方風電、明陽風電、遠景能源、上海電氣等整機制造企業紛紛就低風速和超低風速的大功率機組傳動鏈類型、風電齒輪傳動系統、低風速風電投資生產建設分析、低風速大容量機組發展趨勢、低風速復雜山地風電場解決方案、低風速風機運維、無人機技術等方面做了大量研究和探討，并針對低風速、高海拔、山地丘陵地區制定了個性化的系統解決方案。

最大限度提高發電量

以湖南鳳凰山風電場為例，該風電場總裝機量88兆瓦，分為兩期建設。其中一期項目安裝25臺中車株洲電力機車研究所有限公司（簡稱“中車株洲所”）WT110-2000型風力發電機組，于2015年6月7日全部并網發電。二期項目安裝19臺中車株洲所WT110-2000型風力發電機組，于2016年2月1日19臺全部并網發電。

“鳳凰山風電場風功率等級接近2級，年平均風速為5.18米/秒。雖然風資源不占優勢，但通過科學的風場設計、精準的微觀選址、合理的機組選型、精細的后期運維，2016年滿發小時數仍達到2080小時，在南方低風速地區處于上佳水平。”前不久，鳳凰山風電場場長王穩在風電場接受《中國電力報》記者采訪時表示，低風速型風電場要充分利用風電場風能資源，提高發電效益，就必須選擇發電效率高的大葉輪風力發電機組。

據了解，中車株洲所WT110-2000機型葉輪直徑110米，在2012年簽合同時是非常理想和先進的低風速機型。另外，整機供應商就在株洲本地，在后續服務方面也更加便利。該機型作為最早投入到年平均風速6.5米/秒左右的低風速風區的機型，在行業內首先開展了圍繞整機動力學建模采用的剛柔耦合的高精度模型，用以校正整機模型，為獲取更為準確的整機動態響應打下基礎。

建立更符合實際的整機動力學模型，包括塔筒柔性體模型、傳動鏈動力學模型、風輪氣動力模型、變漿控制模型、電氣控制模型等，形成氣-固相互耦合的風力發電機組系統動力學模型，并開展了整機動力學匹配、穩定性分析工作。