特变电工徐伟光：风速周期性振荡对发电量影响的研究

2019年10月21-24日，2019北京国际风能大会暨展览会（CWP2019）在北京隆重召开，大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展：绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来，已连续举办11届，成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。

10月22日下午，举办了“风资源精细化评估”论坛。特变电工新疆新能源股份有限公司风电工程事业部技术总监徐伟光发表了题为《风速周期性振荡对发电量影响的研究》的主旨演讲。

以下为发言内容：

徐伟光：大家下午好，刚才各位专家都讲海上风电包括行业风机这一块发展的一些问题，作为我们开发商我们更关注的是风速对我们带来的收益，所以我今天讲风速周期性震荡对发电量影响的研究。

我们从下面四个方面做一个简单的交流，把我们在风资源评估中一个小想法做一个分享。特变电工在南方有几个风电场，地形复杂多变，山体垂直梯度大，我们从简单测算到精细化评估进行了反复验证，尝试更换输入参数，包括地形图、测风塔、坐标系、风切变等。

我们从简单测算的发电量最早的300小时缩小到精细化评估后60个小时，这个中间我们做了很多输入条件的调整，比如说提高地形图精度，包括选用当地空气密度经过验证风机功率曲线等，通过不断改建，我们得到下面这个就要，我们做的这个结果过程中中间有一个图，图谱我们在每一次做测算的时候对接的一个柱状图，我们从图中可以看到每一次条件的改变，有的是比较小，有些输入带来的变化是比较大的，通过这个过程我们关注了整个精细化评估过程中对发电量影响的关注点，最后发现风速和风机的功率曲线对风速对风机发电量影响尤为突出。

在这个过程中我们总结了一些经验，一个是坐标系匹配，选用高层风切变，还有使用当地空气密度下的风机功率曲线，综合气象条件，测风塔代表性，附近风电场影响等因素确定折减系数，我们认为计算软件条件有些是可控的，有没有办法进行二次订正，我们最后也在想把最终的变化，最终的变化主要形成我们关注点放到了风速变化上，我们考虑风速变化的自然属性。

项目正常运营以后，即使前期做了精细化的处理，包括优化各种参数，实际上与每年发电量运营期的差值还有5%，我们最后归结于风速年级变化的影响，也就是风速随时间波动，对后边的发电量造成了收益不可预期。面对这一痛点我们经过多方讨论，最后从风速周期性变化入手分析它的波动规律。

我们想沿着风速变化考虑它的特性和变化趋势，是变大还是变小，希望把我们的研究结果加入到代表年订正的过程中，这种方法可能无法完全消除，但是我们希望把这种降到最低。这是我们做一个方案，这是一个平原项目，特点是高风切，低湍流，实测数据显示测风塔是5米83，这是实测年平均风速，需要确定与测风塔数据的相关性。一般来说我们收集数据是35年，确定它哪个使用性最好作为我们的选取资料，我们设计了PPT这一个，同时参考一些其他的数据，对本项目的数据进行一个综合模拟。我们在收集了上述测风搭处中尺度数据以后做了一部分系统数据分析和整理，一个是相关性，后来我们发现使用性较好是ERA这个，实测相关性达到了6.83，通过99%的实测检验，所以我们选取该数据作为后续研究丰富变化的参考。

这个数据同期100米，平均风速是5米26，近30年最大年平均增速是5.7，最小是5米，变化是14%，从这个数据能看出我们确实有必要来研究风速的周期性变化。我们做了一套程序，来分析我们得到的数据，在程序中我们有一个功率谱和小波分析，时间分解到不同频率上，来验证和检验风速具有的周期特性，左边这个图是我们功率图，中间红线是标准谱，黑线是表示周期性明显，这个地方对应底下的时间轴，我们看当时大概是45个月，中间我们做了小波分析，图中红线是一个噪音检验，中间这一部分表示它周期性显著明显，从图上也能看出这个项目风速大概确实有四年左右的周期性变化，右边图我把收集来的40年平均数据经过一个滑动滤波，也是看出这样一个过程。

我们做完分析以后发现了这个项目的风速变化有一个四年左右的周期，然后再看这个代表年订正，我们做这个主要是为了考虑测风塔短时间风速数据，在大小年期间带来的影响，订正出一套风电套反映长期水平的数据，有5年、10年、20年，30年的，经过后期发电量测算和收益，对整个项目来说，通过四年，对原来没有订正的时候有一个比较好的预期。我们知道这个项目已经有四年的周期，所以结合运行20年运行期，我们推荐在做这些项目大小年订正的时候我们会考虑一个风速周期变化三到四个周期平均风速再做一个订正，我们希望能贴近未来20年的一个变化。

经过后评估以后我们发现在风速一点点差距，大概带来一个很大的差异，01秒的风速差距有50到70风速的差距，按照05.元，偏差50小时，50兆瓦风电场20年约造成2500万元收益偏差。我们在这里希望提出一个切入点，一起挖掘风资源评估过程中更多的可能性，在我们建设期我们可能更考虑是项目的收益，所以我们在做风资源评估过程中这个项目未来收益风险点，包括未来对风资源计算和评估有一个更细致的，能得到比较准确更有指导性的数据。

我们把风速的周期性研究纳入到风资源评估过程中，从简单测算到精细化评估，再到更加精准订正，我们做的工作越多，我们得到的资源特征掌握越全面，我们评估结果也会越来越准确，希望我们共同努力，提升精度，降低风险。最后有一个小小广告，特变电工新概新能源股份有限公司全方位绿色智慧能源服务商，我的分享完毕，谢谢各位。

（根据演讲速记整理，未经演讲人审核）