明陽智能尹旭：在役小間距機組的運行評估和方案優勢

　　2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　在19日下午召開的風資源精細化評估論壇上，明陽智慧能源集團股份公司風能設計院風資源工程師尹旭發表了題為《在役小間距機組的運行評估和方案優勢》的主題演講。

　　

　　尹旭：大家下午好，我是明陽智能解決方案部尹旭，我帶來的是在役小間距機組的運行評估和方案優勢。分四個部分；第一講背景和意義。第二，講一下應用現狀。第三，結合我司兩個風電場分析一下它的運行數據。最后講一下布局之后能夠帶來什么樣的優勢？

　　

　　首先背景和意義，我們都知道風在經過后會產生尾流，導致湍流強度增加，從而加大風電機組的疲勞與極限載荷，影響風電機組的安全性，尾流經過一定距離后，會由于湍流的作用而恢復，所以風機間距的大小直接影響后排風機處的團列強度。

　　

　　現在相關布機規則，關于一些嚴格的程度，用的一些詞語，表示一些非常嚴格的詞語，我們都會用一些必須，包括嚴禁這樣的詞語，如果表示正常情況下應該要這么做，就會用應不應這樣的詞語，而如果表示我們可以選擇用宜不宜這樣的詞語，還有可不可非嚴格性的詞語，而關于風機間距的規范6章3.1節，它用的詞語不宜小于3倍風輪直徑，列間距不宜小于5倍風輪直徑，都不是非常嚴格的詞語，我們進行間距布機的時候根據情況進行一些選擇。

　　

　　這是美國那邊一個風電場，它這個地方風向非常集中的風資源，這個地方布機都是屬于小間距布機，這個地方容量相當可觀，這個地方布機有什么樣的特點，首先時間的延展性，最早布機時間2001年，后來2005年，2001年包括平均1.5D，2015年只有1.14D，對我們認知來說已經非常小的間距了，它并不是某一個時代的需要，而是突破某一個時間的限制。

　　

　　另外像這個圖片里邊分別屬于0.6兆瓦和3.0兆瓦兩個機型，它們都是屬于少于1.5D的布機，有一個領導提過一個疑問，這種間距布機是不是只是小間距，如果再有小布機就會比較危險，通過這兩個方案看到，不僅僅只是用于小機型，大機型也可以適用，只要倍數保持不變，間距也就增加了。

　　

　　其次是廠家一個廣泛性，比如維斯塔斯，包括機翼都在這里進行過一個間距布機，排除了小間距布機適宜于個別廠家的案例。包括2015年湖北大悟風電場也是采用小間距排布。貴州2016年貴州蘇家屯風電場采用了小間距布機，發電量實現了一個預先收益的案例。2017年四川黃毛梗風電場使用了小間距布機，機組并沒有出現故障頻發的情況。

　　

　　其次就是結合我司也在這方面進行了兩個嘗試，其一是華能云南大理楊家房一個風電場，2015年投建，17臺MY2.0-104的，測風塔屬于8008，可以看到兩個機組之間連線和主風向是大致于一個垂直，大概69度左右，符合前面小間距布機和美國都是相似的，都是風向集中，風機布機也是垂直的，這是WT的計算結果，我們選擇包含F3和F4，或者僅包含F3或者僅包含F4機組三種方案，從WT結果上來看，發電量有一點降低，尾流和風速也有降低，尾流折減稍有增加，其他參數很少有變化，而且還有一個情況，3號幾位點受影響比4號嚴重一點，3號是主風向相對前方，它并不是100%垂直的，所以3號比4號大一點。

　　

　　我們提取了全場一年的數據，tracelog數據和SCADA數據，能夠分析完之后發現3號機位點和4號機位點故障次數，和周圍的2、5、6、7、8相比，它振動次數稍微有點多，但是你和2號機位點對比，2號是有3D左右的，這個地方它次數并不是由于間距影響，而是這個地方風資源本身就是偏惡劣一點，所以這個地方就會發生振動，如果單純因為小間距布機影響的話，2號機位點不應該發生這個振動，2號和3號振動故障是由于這個地方風資源環境偏惡劣一點。

　　

　　我們提取了三個機位點功率曲線，發現并沒有差異，小間距布機并沒有因為到3號，4號機位點發電性能。

　　

　　第四，國電投涼山喜德西河6.6萬項目，測風塔主方向是平行的，因為也是場地限制原因，就因為了一些小間距布機，它屬于在山頭進行布機，而在布機兩個機組之間聯線，也都是和主風向垂直的，包括9號，10號1.5D，16和20只有1.3D，17、18只有1.4D，他們都是在雖然是平行山脊，但是垂直于主風向方向進行布機的嘗試，這也是WT計算的結果，也是和前面比較相似的，發電量會有一定影響，因為畢竟首先風向不可能100%集中垂直，始終是連線也不可能100%垂直，所以勢必會有一定的影響，但是這個影響在于我們能不能與它的優勢相比可以接受。

　　

　　這個就是我們進行了一些分析，并網比較晚，而且并網時間有早有晚，我們關于發電量這塊提取只有4個月數據，關于故障數據提取比較多，但是我們只能平均到每個月進行看了，從月平均振動次數來看與全場風資源相比并沒有說特別大，只有20號機組大一點，其他的并不是屬于非常大的狀態，其次是發電量也并沒有比全場平均水平相比小太多，但是契合周圍的8號，11號是偏低的，因為有一些其他發電量并不高的情況出現，所以我們認為發電量有一點降低，這個影響就看你后面能不能接受了。

　　

　　功率曲線和它周圍提取相比，并沒有說兩個小間距機組屬于小的狀態，并沒有影響它的發電性能。其次如果采用小間距布機，和原始按照正常方式進行布機會有什么樣的區別，方案一就是原始方案，方案二在方案一基礎上進行小間距加密，我們計算了發電量，除了這兩臺機組有一個降低之外，其他的機組加密之后它的機組方向并沒有特別受到影響，容量增加了34兆瓦，后面可以算一下經濟性，這是我們按照原基礎方案掉，按照新的1.5D，2D，3D進行重新布機，當時只有4.0兆瓦主推機型，進行了一些重新排布和計算，那么它的經濟性會是什么樣的程度？這就是相關性，從圖里面看到采用小間距加密之后，方案一和案二相比，綠色是度電成本，紫色是每千瓦的靜態投資，這兩條曲線，方案二比方案一低一些，它產生的成本會降低，而且收益率會有一個顯著增加，有一定程度的增加，我們采用方案三，用最新機型進行小間距布機之后，發現它的經濟性質能夠產生比較大的飛躍。

　　

　　最后是小結，方案二比方案一小間距加密布機原始方案進行對比，它投資和度電成本都進行了不同程度的降低，而且收益率都是相對來說增加了不少，而我們采用4.0兆瓦和2.0兆瓦，能夠發現成本降低的比較多，而且收益率明顯提高。最后方案三和方案一，4.0兆瓦和2.0兆瓦布機是收益率的總和，提升86.44%，是比較可觀。這是我們一個結論，因為一個地區經過場地限制的時候，主風向是比較集中的，而且與你所布的機位點呈現一個夾角的時候，我們可以提升這個地方經濟性的，面臨的挑戰WT計算的尾流模型，它不適合于疊加之后的，和大基地差不多，大基地尾流模型一個小缺陷，我也看過他們提出一個更先進的尾流模型，并沒有說具體理論基礎是什么東西，所以也不知道模型能不能用，而且現在具體工作中也沒有出現更先進的模型，目前后邊還需要更多的研究，我的演講就這么多。

　　

　　（根據速記整理，未經本人審核）