驚天！2015年安徽某風電場利用小時數2598小時！

　　如果你是風電開發者，請別錯過這個能給你帶來真金白銀的案例。
　　據《中電聯工業統計快報》的最新數據：安徽省2015年6000kW及以上風電場的平均利用小時數為1742小時，宣城南漪湖風電場2015年全年利用小時數2598小時，超出安徽省平均發電水平約49.14%，位居安徽省第一。
　　這么高發電水平的風電場，到底是由什么決定的？
　　這座風電場位于宣城市漪湖西北山丘陵上，海拔150m-300m，共安裝23臺遠景EN-110/2.1MW智能風機。該風電場于2014年10月5日完成吊裝，4天內所有風機完成并網工作，并于2014年11月初順利通過240預驗收。 　　為什么同在安徽相似的地形、類同的風資源，而不同風電場的利用小時數差距卻如此之大呢？其原因在于低風速風電場的出生基因，也就是說，一座低風速風電場發電水平的高低是由其出生基因的優劣決定的。
　　構成低風速風電場的出生基因有諸多因素，但有一點最為關鍵，那就是它的基因必須是在低風速風電場的場景中孕育并形成的。否則，會怎么樣呢？
　　一個得到業主認同的基本結論是：低風速風電場發電量對風速有著很強的敏感性，在風電場設計過程中0.1m/s的風速誤差對應4%的發電量誤差，這一點是低風速風電場設計實踐中血淋淋的教訓。還有一點，低風速風電場風機間的附加湍流、尾流明顯大于傳統風電場，可能導致5%-10%的發電量評估誤差。
　　但問題是，如何規避上述風險呢？這需要對低風速場景規律有一個清晰的認識。遠景能源針對低風速風電場提出了“三七”原則，即30%的時間所蘊含的能量超過全年的70%以上，而70%的時間所集中的能量還不足全年的30%。
　　下圖清晰地詮釋了這一“三七”原則。圖中紅色柱狀圖代表風電場實際風頻分布。根據功率與風速的關系可知，風電場的風能量與風速的3次方近似呈正比例關系。如果將該風電場風頻分布轉化為風能量分布后（即下圖中藍色柱狀圖），會發現有兩大秘密隱藏在風能量分布圖中：
　　其一，風機切入風速并非越低越好?？聪聢D就會發現，2m/s風速度段對整年的發電量貢獻微乎其微，這段風能量占低風速風電場全年風能量的比例小于0.5%。因此，風機低風速切入并不能帶來風電場整體收益的大幅度提升，而且有些風電場由于低風速段風速和風向的穩定性差，過早切入反而帶來偏航自耗電過大，以及并網開關的頻繁動作。與此相反，在8m/s至12m/s風速區間，風能量全年占比高達70%，這才是風電場收益的關鍵風速段。
　　實際上，這張圖還告訴你一個常常被大家誤解的真相，即使在一個年均風速這樣低的風電場，6m/s以下風速盡管在全年的時間占比上超過50%以上，但其在全年的能量分布還不到全年的15%。因此，在低風速有更高效率的機組，就是這種看似符合形式邏輯的觀點著實給行業帶來很大的誤導，真正的低風速機組應是能夠更加有效的在最豐富的區間捕獲能量，而這恰恰又是能量最難捕獲的風速區間，因為這段風速恰恰是在額定風速上下的區間范圍,這時智能風機的優勢就得以充分發揮。
　　其二，風電場70%以上的風能量主要分布在6m/s-12m/s風速區間，而不幸的是，由于這一區間風速處于非滿發和滿發的“膝部”拐彎段，需要風機控制系統執行動作兼顧最大化捕獲效率又要確保機組安全，造成這個區間的風能是最難以捕獲的，這也是實際風能轉換效率與理論功率曲線所推演的風能轉換效率偏差發生最大的風速區間。 　　具體到宣城南漪湖風電場，在其前期設計階段，遠景設計團隊與客戶進行多次迭代優化，充分挖掘并利用低風速風電場的風資源，并對傳統設計軟件的適用性進行技術優化，使流體、湍流、尾流推算符合低風速風場的運動規律。與業內分享是，相關的優化技術已集成至遠景能源格林威治平臺。
　　值得一提的是，機組選型對風電場后期的實際運行表現也起到關鍵性作用。宣城風電場機組2015年的平均時間可利用率為99.16%，并不比其他品牌的機組高多少，可為什么2015年該風電場的利用小時數卻如此超出期望，究竟是什么讓采用遠景機組的低風速風電場利用小時數遠高于平均呢？
　　其秘密在于，針對低風速風電場特點，遠景智能風機控制技術中有一個基于神經網絡的樣本訓練預測模型，這個在線運行的軟件模型能夠不斷通過歷史樣本訓練，實現對風電場風速模式的識別。如下圖所示，該風電場機組的實際運行功率散點一致性處于行業領先水平，這一點受益于遠景智能風機的控制策略。它不僅能夠使機組在低風速區間有效捕獲風能量，同時在6m/s-12m/s蘊含70%以上風能量的風速區間，可以避免風機在低能量轉化工況下運行的幾率，這也是遠景智能風機在低風速風能蘊含量最大的風速區間，其風能轉換效率行業領先的重要原因。 　　同時，遠景智能風機基于載荷的控制策略及風場定制化的參數標定能夠保證機組對低風速地區復雜的風況提前預判并做出及時響應，降低機組各子部件失效頻次，提升機組大部件運行壽命。從2015年該風電場運行數據上可以看出，風場全年平均故障間隔時間約為2583小時，相當于每臺機組平均約107天才觸發一次停機故障，遠遠高于行業內240小時無故障試運行驗收標準。 　　值得注意的是，宣城低風速風電場除了優秀的“出生基因”及正確的機組選型，風電場后期的運行管理同樣對發電水平起到關鍵作用。
　　須要強調的是，“三七”原則是對能量可利用率進行管理的基點所在，也可以理解為，在70%的時間里做好風電場運維管理的各種規劃，好讓所有的機組整裝待發且處于最佳工作狀態，好在30%的時間里一門心思的發電！
　　還須說明的一點，宣城風電場實行無人值班、少人值守管理模式：一方面，遠景智能風機平均107天觸發一次故障，機組的高可靠性水平可以讓現場工程師從傳統的日常檢修工作中釋放資源，花更多的時間對風電場運維管理進行規劃，對現場機組實行基于運行狀態的維護模式；另一方面，現場工程師基于云平臺的遠景智慧風場管理系統及其高級應用，通過實行“中央廚房”標準化作業模式，來量化提升低風速風電場運行水平，切實實現宣城風電場資產最大化增值。