如何讓風電場更友好、更智慧？

　　上期《如何讓風電機組更聰明、更智能？》一文從單機智能方面展示了中國海裝在智慧風場建設方面部分技術，本文擬將視角擴大一步，從風場整體控制角度來談談中國海裝打造智慧風場之思路。

　　規模化開發、大功率機組

　　

　　

　　平價時代，開發商、整機商從不同維度提出的降本策略均指向了同一方向：規模化開發、采用大功率機組。從風電場開發建設角度而言，擴大開發體量可有效均攤造價、運維、管理成本，越來越多的百萬基地、千萬基地風電項目投入建設。從整機商機組研發設計而言，提供單機容量更大、葉片更長的風電機組能有效提高發電量、并且節約機位點，從而降低風場開發成本。

　　

　　

　　然而，更大單機功率、更長葉片會讓尾流效應更明顯。當前陸上風電機組最大風輪直徑達160m，海上機型甚至已超過200m，如此大的掃風面積勢必讓尾流影響的區域大幅增加，而下游機組還會持續對風速造成疊加尾流的影響。有研究顯示，在機組間距為7倍風輪直徑，入流風速6m/s的情況下，下游機組的風速將受尾流影響降低10%-13%不等，并在下游所有機組位置保持相同的損失水平。湍流強度作為描述風速隨時間變化的程度的變量，在尾流中也明顯地出現增強。這一系列影響也就直接導致了下游風電機組功率明顯降低、疲勞載荷顯著增加，下面這張關于尾流效應得圖相信大家都不陌生。

尾流效應仿真圖

　　

　　高精準解決尾流難題

　　

　　實現全場發電量最優

　　

　　當前，精準規劃風電場的機位點排布，是尾流效應的主要解決手段，即通過建模仿真選擇最優機位點，從而降低尾流影響。隨著人工智能、大數據、物聯網技術的運用，通過大數據手段提升整體發電量是必由之路，其關鍵點是針對每臺機組的機位點坐標、地形環境信息、實際運行載荷、功率數據庫建立相應的模型，通過長時間的運行數據分析得出風場特征，根據風場特征對上游機組進行主動偏航的控制策略優化，一定程度上有效避開下游機組，進而減小對下游機組的尾流影響，這一策略本質上是犧牲部分上游機組的發電量，提升下游機組的發電量，以確保整場發電量達到最高值。同時，減小尾流效應后，機組的載荷也得到了降低，使得風電機組擁有更長的壽命，進而創造更多價值。

　　中國海裝尾流效應解決方案思路

　　

　　

　　

　　中國海裝尾流效應解決方案效果圖

　　

　　智慧風場猶如一個茁壯成長的少年，需要我們用海量的實際運行數據去不斷地培養、充實，讓他不斷地學習進步，變得更加智慧、更加友好，從而在未來的風電領域發揮更大的作用。