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20日上午召開的風電機組優化升級專題論壇上，北京天潤新能投資有限公司首席數據分析師劉磊發表了《發電性能影響因素&增功驗證》的主題發言。
以下為發言全文：
劉磊：大家早上好，今天由我給大家帶來增功驗證評估方法，首先快速介紹一下天潤新能，我們是金風科技的全資子公司，在去年發出了200億度的綠色電能，同時還在售電市場上超過200億度的售電交易，目前管理著超過12吉瓦的可再生能源能源。作為業主，風電場的增功手段是跟經濟模型匹配在一起的，在經濟模型建立過程中更關鍵的因素叫做增功效果該如何評估，很多非常好的增功手段，但是缺乏好的評估效果，就造成了賣產品的人和買產品的人都心存疑慮，我們也面臨這樣的問題。
現在市場上比較多的增功方法是軟升級，意思就是不加裝太多的硬件，只在軟件上面進行操作和更改就可以了。還有一種叫做硬升級，是改變了一些硬件的措施，主要還是氣動方面的改變，或者上大壓小的方式，通過加長葉片，換大電機。還有一種軟硬兼施，比較常見的是激光雷達。既要改變控制策略，又要增加相關的措施，所以這種叫硬升級。不管是軟升級和硬升級，面臨的問題是應該怎么對升級的效果進行評估。傳統的功率曲線IEA61400-21這種，在風機前面立個測風塔，用測風塔來進行測試，它現在的主要問題就是費用比較高，平坦地形加上測風費用要50萬，復雜地形由于地形標定的因素要到80萬，這還沒有算停機損失的費用。而且它還有個問題，全場進行升級評估，每次只能測一到兩臺，測試周期比較長，根據風況3到6個月。最重要的問題不是確定度，功率曲線的單點不確定度可以達到7%到10%，折合成年AEP年發電量不確定會到5%到12%，如果是通過軟件方式增功評估，增功效果只有1%或者2%，帶有非常大的不確定性度，結果會非常難受。
其實國外的業主也面臨這樣的問題。GE比較喜歡用的手段，就是切換法，對于軟升級來說，可以把軟升級開半小時關半小時循環。然后把所有開的數據作為一個數據集，把所有關的數據作為一個數據集，這種方法我個人是比較認可的。第一不用立測風塔，第二沒有增加額外的測試手段，就僅針對這臺風機而言，半小時的切換或者一小時，同時避免了由于風向、空氣密度所帶來的變化。如果測的時間夠長的話，開關法是可以的。
這是一個激光雷達的案例，一般到了某個風速段，激光雷達作用就開始，在過渡段的時候，綠顏色會給這條功率曲線帶來比較好的發電量提升，這是我們經常用的切換法。另外一個就是Side By side的方法，簡單來說就是在被測風機旁邊，把另外一臺風機作為它的參照數，建立它的函數傳遞關系，得到這個方法，這種方法有一個問題，左邊這個只適用于軟切換，右邊這個可能一個升級才花了十萬二十萬，但是它做一個測試就要花二十萬，所以這個方法也沒有得到很好的推廣。
我們原來認為風就是風速加風向，叫風資源包。有相同風資源包情況下，有更多的輸出，增功就是有效的。怎么樣認定風資源包？先對SCADA數據可采集的數據進行了分類，對它進行了排列組合，比如說45號機組風速+溫度+湍流這三個可以使值最小，它對你發電量的預測是最準的，可能有的機組位于風電場的邊緣，可能對風向因素會更敏感，所以先統計敏感性，最終選取的是紅顏色是升級前的數據樹，黑顏色是升級后的數據集。選取了風流+溫度+湍流之后，把多余的數據都剔掉，相同的輸入看輸出怎么樣。這個里邊有幾點步驟，首先確定基準平均期，確定環境向量，尋找相同的環境變量。計算功率提升效果，就是用這種方法。
問題點，第一是嚴重依賴了環境向量測量準確性，如果在測試過程中換了個風速儀，基本就白費了。沒有數據也不行，同時要知道升級詳情。對于沒有重疊到的環境如何計算，外推時應該采用什么樣的方法，結冰對風速又會帶來很大的影響。我們用這種方法還有一個好處，第一只依靠SCADA數據，第二可以批量的評估，這在統計學上面是有意義的，我們對剛才風電場66臺機組進行評估完之后，發現它的第一次升級和最后一次升級其實沒有特別大的作用，但第二次整場軟件升級是有效果的，所以帶來了全場8.1%的發電量提升。
最后簡單進行一下總結，第一對于風機技術來說，如果想精準的進行增功評估，首先機組要對結冰有精準的識別，把數據剔掉第三風電場其他信息，包括刷機記錄、測風塔信息、備件消耗、故障率需要記錄，有可能增功是成功了，結果備件消耗上升了，這種是要做增功評估的。第三經濟模型中需要引入更多的變量，還要看年季變化、還要延壽，比如增功增了三年，壽命減了兩年，也是不合適，所以合理的評估方法。我們這邊總結出來的方案就是第一要基于風資源包，同時用實際發電量來和它進行相互的見證，我們現在用這種方法已經可以批量對風電場進行評估，希望這個方法可以在業內進行推廣，可以讓好的技術能在風電上面，而不是大家算不清楚而推廣不開來，謝謝大家。
（根據演講速記整理，未經演講人審核）
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