在全面競價上網的政策背景下，電價成為資源配置方式的核心關鍵詞，國家能源局發布的47號文規定，上網電價占評分標準的權重不低于40%，意味著承諾上網電價是“競價”最重要的考核指標，其得分成為衡量企業競價勝出的關鍵。

如何通過降低度電成本拿出具有競爭力的上網電價成為企業獲取資源的關鍵。風電場的整體規劃設計是一個復雜的系統工程，如何從宏觀選址伊始的項目全生命周期層層優化風電場設計方案，降低度電成本、精算收益率并預估電價是一個棘手的難題。

特變電工致力于為客戶提供度電成本最優的風電場解決方案，從風場的開發建設到運營維護，可以總體概括為四個方面，分別是資源評估、方案設計、風場的建設以及投運后的行維護。風資源評估處于風場開發的前期階段，風資源評估的準確與否，對之后的投資以及建設都會產生至關重要的作用。

風資源評估分為五個重點工作，分別是宏觀選址、精細化測風、機組選型、微觀選址以及后評估。

下面將通過兩個經典項目案例，分享在風資源評估過程中經常會面對的問題以及解決方案。

大容量風電基地風資源評估

近幾年由于政策調整、部分省份紅色預警解除以及高壓輸電線路的建設等因素，風電開發工作有從南方向三北區域轉移的趨勢。

第一個項目位于甘肅玉門，在相距60公里的距離分別規劃了300MW開發容量的兩個場區，盛行風向都是正西和正東風。根據風電基地標準排布間距來進行布機，每個場區都使用單機容量2.0兆瓦的風機布置150臺，進行發電量的測算。然而雖然場區A的機位平均風速比場區B高0.12m/s，但發電量卻少了8%。為什么風速高的場區發電量不僅不多，反而差這么多呢？

我們將問題拆分開，分別看一下兩個場區的風速分布以及對應的威布爾分布。可以看到場區A的風速分布與威布爾曲線擬合的較好，場區B的風速分布與威布爾曲線的相關性只有0.88。此外，我們可以看出，兩個場區在9-12米每秒的風速區間中，風速頻率相差較大，這段風速區間剛好是風機接近滿發時的風速。因此雖然場區B的整體平均風速與場區A相比略小，然而他的風速分布更利于風機出力。


此外，在風機型號的選擇上也導致場區A的發電量不及預期。如圖是兩個場區所使用風機的功率曲線標幺值以及對應的標幺值差值。我們可以看出，標幺值差值在7-9米每秒的風速區間達到峰值，說明在這個風速段中，兩種風機的發電性能是有較大差異的。針對不同風資源特性的場區，需要對癥下藥，選擇匹配度最高的風機，以獲得最大收益，減少資源浪費。


對于大型風電基地來說，有兩個概念是比較重要的，一個是尾流交換區，另一個是單位占地產能率。當前的風機排布方式是根據已經投建的風電基地進行選擇的，尾流損耗都在5%上下波動，對應的單位產地產能率也處于比較低的水平。針對這樣的情況，需要進行風機間距的優化，平衡尾流交換區和單位占地產能率間的關系。


針對項目的特性，進行風機型號、間距等定制優化方案，最終使得場區A的等效小時數提升500個小時數，此外還可以通過控制圈地面積，大幅提升單位產能，減少資源浪費，發揮其最大利用價值。

平原風電場風資源評估

第二個項目位于山東菏澤，是具有一定代表性的平原項目，這個項目比較有意思的一點是，它的各個高度綜合擬合風切變達到0.41，像這樣的情況，我們就需要對它的切變進行一個更加詳細的針對性分析。在當地風切變變化體現在白天地表升溫，熱穩定度降低，切變減小，夜晚切變增大，秋冬氣溫較低，大氣層結穩定，風切變減小的規律。此外，在中低風速區間，地表障礙物的粘滯效應隨著風速增大而加強，使得切變也隨之增大，當風速達到強風水平，地表粘滯效應減弱，風切變逐漸回到較為平穩的狀態。


對于這種風切變較大的項目，風機葉片受力不平衡程度較高，更需要重視葉片的受力分析，避免隱患。最近有很多高校都對風輪面等效風速進行了研究。用于替代傳統的以輪轂高度風速測算發電量方法。尤其對于風切變比較大的項目，傳統方法會引入比較大的誤差。

這個方法是將風輪面分為若干個區間，將各個高度的風速進行積分的過程。當我們獲得了風輪面等效風速后，我們可以將風機輪轂高度處的功率曲線替換為功率與風輪面等效風速的關系曲線，進一步提高計算準確性。

將風輪面等效風速和新的風機功率曲線結合到CFD計算中，我們可以計算得到更加準確的年發電量。經過對兩種方法的比對測試，可以看出在8-10米每秒，風機接近滿發的風速區間內兩種方法相差最大，可達到10%。

引入風輪面等效風速和對應風機功率曲線的概念可以大大減少由于葉片上下接觸風速不均勻而導致的風速估算誤差以及發電量測算誤差，提升評估結果的可信度。

每個項目都有它獨一無二的特點和屬性。特變電工致力于為風場前期開發提供準確可靠的風資源分析和解決方案，分析不確定性因素，把控風險，起到降低投資，提升收益的作用，為客戶創造更大價值。