2021年10月17日-20日，2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風(fēng)電設(shè)備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)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(fēng)資源精細化評估論壇上，中國長江三峽集團有限公司科學(xué)技術(shù)研究院專業(yè)師易侃發(fā)表了題為《海上風(fēng)能資源評估及發(fā)電量計算中的技術(shù)挑戰(zhàn)與創(chuàng)新》的主題演講。
以下為演講實錄：
易侃：今天我匯報題目是“海上風(fēng)能資源評估及發(fā)電量計算中的技術(shù)挑戰(zhàn)與創(chuàng)新”，相對于前兩位專家來說方向比較宏觀一點，從這幾個方面簡單介紹一下，一個是技術(shù)挑戰(zhàn)。第二三峽集團在風(fēng)資源評估這塊開展以及計劃開展的創(chuàng)新實踐。最后是我們的思考。
我們重視海上風(fēng)資源，是從三個方面來考慮。第一，我們認為海上風(fēng)資源評估它其實面臨更加復(fù)雜的基礎(chǔ)條件，一個是海上觀測本身成本難度比較高。第二，海上觀測本身起步晚，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也比較少，所以基礎(chǔ)條件對于風(fēng)資源來說我認為是更差的。第二，它也有一定的技術(shù)復(fù)雜度，技術(shù)難度，一個是海上面臨海氣相互作用的對風(fēng)流場的影響，還有就是臺風(fēng)影響。第三，從整個需求角度來講，在我們海上風(fēng)電平價化發(fā)展趨勢下，對海上風(fēng)電降本提效壓力比較大，我們從各個技術(shù)環(huán)節(jié)都強調(diào)技術(shù)創(chuàng)新。
第二，因為做風(fēng)資源長期年代也是一個問題，面臨一個長期年代站的一個數(shù)據(jù)缺失，海上的面臨的代表性和環(huán)境也是比較大，這是兩個氣象參證站，受到環(huán)境影響，逐年風(fēng)速變化是很難作為我們代表人訂正的一個參考。
在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較缺失情況下，現(xiàn)在的主流風(fēng)資源評估建模方法和設(shè)計工具應(yīng)用上有它的局限性，從線性模型和計算力學(xué)模型來講，對于缺測的數(shù)據(jù)有一定難度，第二都是基于相對比較簡化一些空氣動力學(xué)原理。對于我們現(xiàn)在海上場區(qū)內(nèi)測風(fēng)塔需要做遠距離推算，對于一些中尺度過程沒有辦法捕捉。第三，整個面對深遠海技術(shù)問題，從觀測手段到關(guān)心的一些技術(shù)難題應(yīng)用場景都有一些局限。現(xiàn)在大家提的，在這種背景下，中尺度數(shù)據(jù)依賴越來越強，現(xiàn)在看到所有海上風(fēng)資源評估都要用到中尺度數(shù)據(jù)應(yīng)用，我們對于中尺度數(shù)據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用沒有一個特別明確的規(guī)范，準確性難以得到保障。
這兩張圖，一個是中尺度數(shù)據(jù)和風(fēng)資源風(fēng)速相關(guān)性分析，還有年平均風(fēng)速比對，從這張圖可以看到，它不是一個很好的參考點，這兩個從相關(guān)性來講，或者從時間序列變化來講，其實兩個還是有比較大偏差的，但是這兩個案例又都是實實在在的海上風(fēng)電應(yīng)用了，大家覺得這樣的數(shù)據(jù)也沒有辦法，只能這樣應(yīng)用，既然談發(fā)電量不確定度，如果沒有一個明確的規(guī)范，怎么樣的資料可以資料，怎么樣的資料偏差比較大的，這個規(guī)范沒有，帶來不確定性還是很大的，我們也做了中尺度相關(guān)的分析，從海上案例來講，現(xiàn)在中尺度氣象模型偏差平均應(yīng)該還是在10%左右，部分案例達到20%以上，當然這后面對于中尺度模型本身研究還需要進一步加強。
剛才講的主要是從風(fēng)資源評估，從風(fēng)資源過渡到發(fā)電量主要考慮的是關(guān)于尾流計算這塊，我們通過前期建成海上風(fēng)電場做后評估去評價一下實際尾流帶來發(fā)電量它的影響，可以看到，我們現(xiàn)在散點圖反應(yīng)的是一個實際通過現(xiàn)役風(fēng)電場尾流折解的規(guī)律，線性圖對于尾流模型的計算結(jié)構(gòu)，比較的話還是存在一定偏差的，當然這里面需要對尾流計算，也是一個進一步需要加強的東西。
另外剛才講的是尾流從損耗的分布，我們對于尾流疊加模型也做了一些研究，這個圖反映的是我們在這個尾流，從來流風(fēng)速到第一排風(fēng)機，到后風(fēng)機帶來的功率損耗可以看到，按照現(xiàn)在尾流疊加方法，它的功率損耗基本上隨著風(fēng)機排數(shù)往后，尾流損耗逐漸往下的，但是我們實測數(shù)據(jù)來看，實際上尾流損耗到第三排風(fēng)機有一個上升的過程，初步分析是因為第二排尾流帶來的湍流強度增強，是可以對整個場尾流有一個能量補充，所以第三排尾流損耗不一定比第二排就更高，這一塊，因為我們用的數(shù)據(jù)量相對比較有限，后續(xù)也需要進一步多的案例來做支撐。
最后關(guān)于海上風(fēng)電大基地，風(fēng)電場間的尾流評估影響，現(xiàn)在海上風(fēng)電場基本上單體規(guī)模都要往百萬規(guī)模發(fā)展了，現(xiàn)在尾流模型還適不適用，它現(xiàn)在的尾流損耗在海上受到不同的穩(wěn)定度影響，它的影響范圍相對于陸上還是更大，風(fēng)電場間的尾流影響怎么評價，我認為設(shè)計領(lǐng)域還沒有一個大家共識的方法。
另外從建模角度，我們也是看氣象建模本身涉及到不同尺度，都有相應(yīng)的應(yīng)用場景和相應(yīng)模型，我們在數(shù)值建模這一塊主要關(guān)心的也是從中尺度到微尺度這一塊的過度，中尺度這一塊劉工講的比較多，現(xiàn)在中尺度應(yīng)用特別多，但是大部分應(yīng)用還是以再分析資料去做分析為主，像劉工做的多尺度嵌套做得比較細，中尺度應(yīng)用針對我國不同的海洋環(huán)境，它的整個從參數(shù)方案選擇到訂正，這些都需要進一步去加強，它不是一個拿著資料就能夠去用的工具，而是需要對整個機理計算過程有了解之后，了解它的適用性和不足，根據(jù)特定場景去做建模分析的工具。
我們主要做海上風(fēng)資源評估，在海上作業(yè)做數(shù)值模擬，對于海洋環(huán)境也不可能不考慮，所以我們現(xiàn)在也在搭建區(qū)域海洋海浪、大氣耦合的數(shù)值模擬系統(tǒng)，也是在中尺度模型基礎(chǔ)上與區(qū)域海洋模式，海浪模式做耦合，來做風(fēng)資源以及后續(xù)的海洋水文的分析，因為在海上海期相互作用，特別波浪海洋邊界層對大氣分布線的影響也是不容忽視的一個問題。
最后也講一下我們對海上風(fēng)資源評估的一個基本的想法，或者說前景展望。從技術(shù)創(chuàng)新角度來講，海上風(fēng)資源評估應(yīng)該從三方面增加科技投入。一是在新型觀測手段方面，需要借助更加靈活、方便的漂浮式激光雷達觀測設(shè)備提前開展測風(fēng)工作。二是重視數(shù)據(jù)的管理以及數(shù)據(jù)的再分析和挖掘相關(guān)的服務(wù)，我們也倡導(dǎo)有相關(guān)數(shù)據(jù)資源的企業(yè)，聯(lián)合起來做技術(shù)創(chuàng)新合作，把我國海洋環(huán)境，海洋氣象問題梳理的更清楚更明確。三是項目技術(shù)總結(jié)和后評價工作在海上風(fēng)電全生命周期的技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮了重要作用，也希望各位同仁能夠以更加開放的態(tài)度去迎接新技術(shù)、新理念、新方法的應(yīng)用。
（根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核）
