如何讓風(fēng)電場更友好、更智慧？

　　上期《如何讓風(fēng)電機(jī)組更聰明、更智能？》一文從單機(jī)智能方面展示了中國海裝在智慧風(fēng)場建設(shè)方面部分技術(shù)，本文擬將視角擴(kuò)大一步，從風(fēng)場整體控制角度來談?wù)勚袊Ｑb打造智慧風(fēng)場之思路。

　　規(guī)模化開發(fā)、大功率機(jī)組

　　

　　

　　平價(jià)時(shí)代，開發(fā)商、整機(jī)商從不同維度提出的降本策略均指向了同一方向：規(guī)模化開發(fā)、采用大功率機(jī)組。從風(fēng)電場開發(fā)建設(shè)角度而言，擴(kuò)大開發(fā)體量可有效均攤造價(jià)、運(yùn)維、管理成本，越來越多的百萬基地、千萬基地風(fēng)電項(xiàng)目投入建設(shè)。從整機(jī)商機(jī)組研發(fā)設(shè)計(jì)而言，提供單機(jī)容量更大、葉片更長的風(fēng)電機(jī)組能有效提高發(fā)電量、并且節(jié)約機(jī)位點(diǎn)，從而降低風(fēng)場開發(fā)成本。

　　

　　

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

尾流效應(yīng)仿真圖

　　

　　高精準(zhǔn)解決尾流難題

　　

　　實(shí)現(xiàn)全場發(fā)電量最優(yōu)

　　

　　當(dāng)前，精準(zhǔn)規(guī)劃風(fēng)電場的機(jī)位點(diǎn)排布，是尾流效應(yīng)的主要解決手段，即通過建模仿真選擇最優(yōu)機(jī)位點(diǎn)，從而降低尾流影響。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用，通過大數(shù)據(jù)手段提升整體發(fā)電量是必由之路，其關(guān)鍵點(diǎn)是針對每臺機(jī)組的機(jī)位點(diǎn)坐標(biāo)、地形環(huán)境信息、實(shí)際運(yùn)行載荷、功率數(shù)據(jù)庫建立相應(yīng)的模型，通過長時(shí)間的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析得出風(fēng)場特征，根據(jù)風(fēng)場特征對上游機(jī)組進(jìn)行主動偏航的控制策略優(yōu)化，一定程度上有效避開下游機(jī)組，進(jìn)而減小對下游機(jī)組的尾流影響，這一策略本質(zhì)上是犧牲部分上游機(jī)組的發(fā)電量，提升下游機(jī)組的發(fā)電量，以確保整場發(fā)電量達(dá)到最高值。同時(shí)，減小尾流效應(yīng)后，機(jī)組的載荷也得到了降低，使得風(fēng)電機(jī)組擁有更長的壽命，進(jìn)而創(chuàng)造更多價(jià)值。

　　中國海裝尾流效應(yīng)解決方案思路

　　

　　

　　

　　中國海裝尾流效應(yīng)解決方案效果圖

　　

　　智慧風(fēng)場猶如一個(gè)茁壯成長的少年，需要我們用海量的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)去不斷地培養(yǎng)、充實(shí)，讓他不斷地學(xué)習(xí)進(jìn)步，變得更加智慧、更加友好，從而在未來的風(fēng)電領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。