一、背景
目前看，低風速風電尚未有明確的定義，行業(yè)普遍認為低風速風電是指風電機組輪轂中心高度上年平均風速在 5.3m/s-6.5m/s 之間，年利用小時數(shù)在 2000h 以下的風電，其一年內(nèi)風速介于 3-7m/s 的頻率較高。能源局發(fā)布的《低風速風力發(fā)電機組選型導(dǎo)則》中指出低風速風力發(fā)電機組適用于標準空氣密度輪轂高度處代表年平均風速不高于 6.5m/s、風功率不高于 320W/m2風能資源條件下的風力發(fā)電機組。
從風電發(fā)展看，2014 年以前，我國陸上風電規(guī)模化裝機區(qū)域主要為三北地區(qū)，年平均風速通常大于 7m/s，機組多為 1.5MW，葉輪直徑約 77m； 2014 年——2015 年，裝機主要為較低風速風場，年平均風速為 6.5m/s 左右， 2MW 成為市場主流，葉輪直徑達到 121m；2016 年——2017 年，風電開發(fā)向中東部地區(qū)轉(zhuǎn)移，開發(fā)區(qū)域的年平均風速不少已低至 5m/s。隨著我國能源結(jié)構(gòu)及供給側(cè)改革進程加快，傳統(tǒng)風資源優(yōu)勢區(qū)域遇到電力消納能力不足等問題，陸上風電規(guī)模化裝機區(qū)域轉(zhuǎn)移至中東部和南部，風場以低風速為主。《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出推動低風速風電技術(shù)進步，因地制宜推進常規(guī)風電、低風速風電開發(fā)建設(shè)，預(yù)計“十三五”期間，我國低速風電裝機市場空間高達 7000 萬千瓦。
二、低風速區(qū)域風電特點
1、風資源相對較差影響項目整體收益水平一方面，低風速風電主要集中在我國中東部和南方地區(qū)，多屬于 III 類資源區(qū)，資源相對較差，平均風速介于 5.3m/s——6.5m/s 之間，綜合考慮風機價格以及其他成本，低風速風電項目收益偏低。另一方面，我國風電補貼將分類型、分領(lǐng)域、分區(qū)域逐步退出，在 2020 年到 2022 年基本上實現(xiàn)風電不依賴補貼發(fā)展。在本身效率較低和補貼不斷減少的情況下，評估的精度對項目投資收益影響較大。
2.風向及風速的波動大增加項目評估分析難度
低風速風電項目場址內(nèi)地形、地貌、氣象條件較復(fù)雜，風速風向受氣候影響明顯，受地形影響較大，例如，夏秋季節(jié)風相對較小但也可能由于強烈的太陽輻射，局部受熱不均導(dǎo)致短時雷暴大風出現(xiàn)；局部區(qū)域不同地形形態(tài)接受輻射不同、增熱和冷卻不同，會形成方向迥異的坡風和山谷風，導(dǎo)致風向變化較大。風向及風速的變化影響前期風資源評估準確性，從而影響項目整個前期工作。
3.地理條件復(fù)雜導(dǎo)致項目土建工程投資比重高
我國中東部和南部地區(qū)民居、交通、線路、地質(zhì)、環(huán)保等信息相對更復(fù)雜，地形起伏大，多丘陵、水系和山區(qū)，風機安裝平臺和場內(nèi)道路設(shè)計較復(fù)雜，施工整體條件差、代價高，土建工程投資在總投資中的比重較高。
4.多惡劣極端氣象條件挑戰(zhàn)風機安全可靠性
相對于“三北”地區(qū)，中東部和南方地區(qū)氣象條件更加復(fù)雜，災(zāi)害性天氣較多，極端氣象天氣多發(fā)，例如，夏季臺風強雷暴天氣、雨季山體滑坡和泥石流災(zāi)害、冬季積冰等。各種極端的氣象和天氣條件要求風機適應(yīng)性強，具有更高的可靠性。
三、低風速區(qū)域風電項目開展要點
目前我國低風速區(qū)域風電發(fā)展面臨突出問題集中在技術(shù)和經(jīng)濟性兩個方面，保障技術(shù)可靠性是基礎(chǔ)，提高經(jīng)濟可行性是關(guān)鍵。受風電技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動，機組確保安全穩(wěn)定運行，低風速區(qū)域市場空間將逐步加大。受風資源較差、土建工程作業(yè)條件復(fù)雜、極端氣象天氣多發(fā)等因素影響，低風速風電“出身決定一切”，需加強低風速風電前期規(guī)劃、優(yōu)化設(shè)計等工作，提高收益水平。
1.搶占低風速區(qū)域風電開發(fā)相關(guān)資源是關(guān)鍵
重新認識低風速風電開發(fā)資源。前期工作人員需改變傳統(tǒng)風電資源認識，低風速風電一般以分散式開發(fā)方式，其開發(fā)資源為影響風電的所有外界因素，不僅包括風資源，還包括接入點、土地、環(huán)保以及林業(yè)等。
風電機組技術(shù)的進步正在突破低風速資源風電開發(fā)的下限，企業(yè)應(yīng)高瞻遠矚，迅速搶占戰(zhàn)略制高點，搶占現(xiàn)有的低風速區(qū)域風電資源，加大資源儲備，為今后發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
隨著風電向中東部和南部轉(zhuǎn)移，地形地貌復(fù)雜，測風難度大，工作條件異常艱苦，應(yīng)調(diào)整發(fā)展理念，推動低風速區(qū)域風電項目搶占。
2.通過精細化評估提高項目前期精準性
出身決定一切，項目投產(chǎn)即基本決定項目收益，后期管理對項目效益提升影響相對較小，同時低風速風電項目建設(shè)成本高、資源相對較差，項目盈利水平較差，項目前期工作對風場效益影響巨大。
低風速風電項目外部環(huán)境差異較大，項目方案不可復(fù)制，只有對單個風電場風能資源和發(fā)電量情況進行準確地評估才能確保項目達到預(yù)期的收益。具體來看，目前低風速風電場前期工作基本參照風電場相關(guān)技術(shù)規(guī)定執(zhí)行。與常規(guī)風電場相比，低風速風電場在風能資源評估、發(fā)電量估算、投資分析等方面需要更加精細化的技術(shù)評估，應(yīng)增加測風點，延長測風時間，并對測風數(shù)據(jù)進行修正，提高風資源評估準確度；綜合考慮風電機組可利用率、功率曲線保證率、尾流、氣候、葉片污染、軟件誤差等，提高發(fā)電量估算準確度。
3.通過智能化手段降低項目度電成本
風資源相對較差是影響低風速風電收益的主要因素，其次低風速風電還受到電價逐年下降、建設(shè)成本日益高企等因素影響，降低度電成本是現(xiàn)階段低風速風電首要任務(wù)。
智能化通過智能風機、智能化開發(fā)、智能化設(shè)計建設(shè)管理和智能化運維等方式，提高風電效率，降低度電成本，根據(jù) 2017 年風能大會某參展風電整機企業(yè)提供風電智能化優(yōu)化設(shè)計數(shù)據(jù)顯示：（1）通過道路平臺智能化設(shè)計，道路和平臺造價從 228 元/kW 降低到 179 元/kW；（2）通過線路路徑和桿塔排布智能化設(shè)計，單千瓦造價由 387 元/kW 降低到 286 元/kW；塔筒基礎(chǔ)定制化和智能化設(shè)計，通過定制化風況分析，載荷優(yōu)化，實現(xiàn)塔筒基礎(chǔ)定制化，單位千瓦風電場成本降低 120.5 元/KW。
4.通過優(yōu)化設(shè)計提升項目安全、可靠和收益水平
（1）優(yōu)化低風速風機選型。低風速風機普遍采用加長葉片、增大風輪直徑的辦法增加發(fā)電效率，同時也導(dǎo)致機組受力增大、強度降低、機組成本增加，在風機選型時，綜合考慮風能轉(zhuǎn)換效率、成本等因素，合理選型。
（2）合理確定風場規(guī)模。在進行風電場規(guī)模考量時不應(yīng)為湊容量而增加機位，計算人員應(yīng)與熟悉項目的項目公司代表、項目計經(jīng)人員緊密結(jié)合，通過反復(fù)測算發(fā)電小時數(shù)、總投資額、度電成本的變化，在保證內(nèi)部回報率的前提下，得出最優(yōu)的風電場裝機和布置規(guī)模方案。
（3）合理選擇塔筒技術(shù)路線。一方面，大風機、長葉片必須匹配承載力更好的風機塔筒；另一方面，為獲取更大風速和更高發(fā)電功率必須匹配更高塔筒。目前主流塔筒主要有全鋼柔性塔筒、砼鋼混合塔筒以及全混凝土三種技術(shù)路線，100 米以上塔筒更多采用全鋼柔性和砼鋼混合塔筒。
（4）微觀選址提高機組排列布置精度。低風速風電場微觀選址和機組排列布置的精度，在宏觀上決定了低風速風電的利用效率。應(yīng)精心考慮障礙物和地表粗糙度的影響、合理布置機組并優(yōu)化電器設(shè)備布置、減小場內(nèi)電能傳輸損耗。并考慮尾流影響，不拘泥于目前國內(nèi)風場布置標準，因地制宜，以效益為導(dǎo)向綜合考慮。
（5）優(yōu)化控制系統(tǒng)控制策略。低風速風電切入風速低、湍流強度大、陣風影響大，應(yīng)盡可能降低風電機組切入風速、解決高湍流和陣風對風輪捕獲效率的影響，創(chuàng)新構(gòu)建機組模型，優(yōu)化系統(tǒng)控制算法，獲得最大功率捕獲優(yōu)化控制策略。
5.加強項目優(yōu)化評審的規(guī)范性
（1）規(guī)范低風速風電審查流程及機制，降低單個項目評審成本。
（2）建立低風速風電項目分類分級標準，先易后難逐步展開。
（3）明確責任，充分發(fā)揮項目業(yè)主、咨詢單位、設(shè)計單位等在前期工作中的作用。
（4）審查過程應(yīng)提升專業(yè)人員的技術(shù)水平，把握低風速風電的技術(shù)特點，客觀反映審查中遇到問題，積極和業(yè)主方溝通，以負責任的態(tài)度做好前期審查工作。
