低风速风电：挑战如何变机遇

2017-03-31 10:42 [能源评论] 来源于：中国能源报作者：张子瑞

导读：从总量来说，我认为三北地区还是未来中国风电发展重要的区域，但是在短期内，三北地区弃风限电没有缓解的情况下，建设重点应向中东部转移。国家发改委能源研究所能源经济中心主任高虎在日前举行的2017低风速前沿技术与应用创新论坛上表示。在与会的多位企业

“从总量来说，我认为‘三北’地区还是未来中国风电发展重要的区域，但是在短期内，‘三北’地区弃风限电没有缓解的情况下，建设重点应向中东部转移。”国家发改委能源研究所能源经济中心主任高虎在日前举行的2017低风速前沿技术与应用创新论坛上表示。

在与会的多位企业代表看来，中东部和南方地区以低风速为主，开发没有国际先例可循的低风速风电，对中国风电行业来说，既是机遇，也意味着挑战。

位于云南的华能五子坡高海拔风电场

避免行业起伏以空间换时间

国家电网能源研究院新能源研究所所长李琼慧表示，“十二五”时期风电快速发展的同时也面临诸多问题，其中，弃风问题和补贴落地问题最为严重。

在她看来，“十三五”时期对于风电来说是调整期，一方面要解决“三北”地区风电存量问题，另一方面通过技术进步，在中东部和南方低风速地区推进。不论是政策上还是发展的布局优化上，都需要为“十四五”进一步发展奠定良好的基础。

“低风速风电开发可以看作是以空间换时间，避免在以资源导向开发之后出现行业大起大落，实现风电行业的可持续发展。”华电福新能源股份有限公司副总工程师张文忠表示。

高虎也认为，在“三北”地区开发出现暂时性困难时，中东部和南方区域低风速开发就变得非常关键。只有这样才能保证每年新增风电装机量稳定在一个合理水平，避免大起大落造成对行业的伤害。

按照规划，“十三五”末累计风电装机将达到2.1亿千瓦。据李琼慧透露，全国累计核准风电项目实际已经超过2.1亿千瓦的目标，包括几个弃风大省拿到的核准项目规模都实际超过了能源局风电规划里分省目标。

实际上，发展中东部和南方低风速风电正是在“三北”地区弃风限电情况下，风电行业不得不做出的战略转移。

“解决风电消纳问题，一方面靠调整优化布局，转战消纳条件好的低风速分散式风电;另一方面更重要的是，要减缓弃风地区新建项目的节奏。如果弃风地区没有增量的话，通过一段时间存量消化，就可以有效解决弃风问题。”李琼慧表示。

低风速面临多方面挑战

在业内看来，中国的低风速风电开发不仅在世界上开创了先河，而且的确引领了全球在低风速领域的技术创新。不过，作为先行者，同样也要面临先行者的挑战。

张文忠认为，从2014年、2015年开始，我国低风速风电开发明显提速，预计低风速开发的黄金时代能够持续到2020年左右。

中车株洲所风电事业部的一位技术负责人告诉记者，南方低风速风资源区开发大部分基于丘陵地带、复杂地形，对微观选址、风场投资建设模式要求更高。此外，冰冻、高海拔等因素也要考虑。

“对于低风速风电场来说需要达到1800—2000满发等效小时数，才具有经济性，这意味着机组选型和微观选址相当重要。”该技术负责人表示，“低风速风场，风机叶片越来越长，对机组的安全性和可靠性必须更加重视。”

“低风速风电开发和地形复杂是孪生兄弟。低风速风电场要实现盈利的确面临很多挑战。”张文忠说。

大唐新能源试验研究院资源及技经研究所所长王吉远表示，低风速风电场中很大部分是复杂地形的风电场，这意味着造价不可控，开发后会发现造价比预期增加。由于地形起伏比较大，对选址会带来很大难度。此外，湍流强度比较大，振动比较高，导致风机在实际出力过程中可靠性容易出现问题。

张文忠表示，低风速风场，意味着更低的能量密度，要转化为电能，难度非常大。 “这一方面要求在技术上不断突破;另一方面要重视产业链建设，在产业上形成一种协同效应。”

张文忠告诉记者，低风速区风能资源和情况是非典型的，具有多特性，环境也是千差万别，这就对风机性能有特殊要求。要提升风机对当地资源条件的适应性，就要进行风机定制化生产，这会直接导致成本增加。“如何在不增加成本的情况下，提供适应性良好的定制化风机，需要行业思考。”张文忠说。

此外，也有与会人士提出，在低风速开发中，经常采用高塔筒、长叶片技术方案，这对机组的稳定性和寿命会产生什么样的影响，仍需要验证。

在张文忠看来，风电开发中，面临的一项重大成本是财务成本。国内金融环境不理想、融资成本高，也会给处于盈亏点边界的低风速风电开发带来更多不确定性。

考验整个流程的精细化

那么，如何应对低风速风电开发带来的挑战?

王吉远表示，一是要做到精准测风，二是要做到发电量精准评估，第三要做到风电场精细化设计。

张文忠认为，要做好风资源评估，选址和机型布置达到更精准的程度，就要尽量保证测风塔立得足够多，测风时间适当延长。此外，再加上激光雷达测风，好的风速评估软件。争取在各个环节做到极致，才能保证对风资源掌握更透彻。

“在低风速风电场，如果对发电量计算精度不够精确，风电场就不具备抗风险能力。这没有任何捷径，只有通过大量后评估分析特性，通过大量后评估积累经验才能把精准评估做好。”王吉远说。

目前，中广核风电集控系统对6000多台风机实现了接入，很好地降低了运行成本。中广核新能源控股有限公司运维事业部副总经理周志刚在分享中广核的经验时说，通过集中运维和EB指标系统，能够实时监控和反映风场的发电能力、设备健康状况和管理能力，全面实现了生产指标管控。

“通过与专业化公司合作，加快部署集中功率预测，使预测准确率得到极大提高。”周志刚介绍说。

在中国电建北京勘测设计研究院新能源工程公司资源规划室主任许路石看来，对于低风速风电开发而言，要保证最终的项目收益，从前端测风到设备选型再到后端运维，整个流程都必须比传统风电开发更加精细。

短评：开发低风速不能任性

无论是处于主动战略转移，还是处于“三北”地区弃风限电现实所迫，“十三五”期间，推进中东部和南方地区低风速风电开发已成为行业不可扭转的现实。

可以说，低风速是中国风电行业独创的概念，在国际上也鲜有先例可循，但正是凭借敢为天下先的精神，近几年来，中国风电行业在低风速风电领域取得了一系列重大突破，引领了该领域的全球技术创新。具备开发经济性的低风速区域从6.5米/秒下探到5米/秒以下，并且还在向更低风速下探;整机制造商推出一系列为低风速风区量身定做的低风速甚至是超低风速风机;高塔筒长叶片技术被广泛应用;甚至连一向高高在上的跨国巨头们这一次也俯下身，跟随中国风电行业的步伐，适时推出适应中国低风速市场的技术和产品。

俗话说，靠山吃山靠水吃水，有什么样的资源就能催生什么样的产业。从国际实践来看，风电开发也本是资源导向型行业。比如，欧洲土地资源有限因此很少建设类似于中国“三北”地区的大型风电基地，而多是分散式风电项目;英国作为岛国，海上风资源优势得天独厚，因此大力推动海上风电开发。

值得注意的是，我国能源行业不同于其他行业，其资源富集地和市场消费地是分离的，这与我国的能源禀赋以及电源和负荷的逆向分布有关。这也就给了中国风电行业一个理由，既然资源富集地发展受限，那就到更接近负荷和市场的中东部和南方地区发展。低风速风电开发因此在很多人眼里，成了“有条件要上，没有条件创造条件也要上”的成功典范。

在低风速风电开发的热潮中，不仅开发企业有如过江之鲫，整机制造商也纷纷瞄准这一市场，竞相推出低风速甚至是超低风速风机，设计单位乐于捧出某某低风速风场的成功设计方案。热闹的市场背后，必须看到的是，低风速地区不同于“三北”地区，不仅在于其风速低，还在于其地形的复杂性，环境的迥异性，这就要求其开发设计、风场选址、风机选型、机组排布都要有个性化的方案，这势必造成隐性成本增加。

正如业内人士所言，开采地形简单风速高的风电富矿，成本少、技术门槛低、风险小;开采作为贫矿的低风速风电，则是成本增加、技术门槛高、风险大。因此，需要企业抱着审慎的态度，秉持科学的精神，避免急功近利，一拥而上，更不能随意任性而为。

况且，风电场的设计寿命通常是20年。目前，我们没有一座低风速风电场经历了这样一个完整的生命周期。高塔筒长叶片技术对机组寿命是否有影响?复杂地形风场运维还将面临哪些挑战?种种疑问和顾虑尚需实践检验，需要时间给出答案。

很难说，是技术催生了市场多一点，还是市场需求倒逼了技术进步多一点。但可以肯定的是，技术不是万能的，我们在低风速开发的探索征程中，只是刚刚迈出了一小步，前方仍有太多未知。

当然，我们强调未知和风险，并不是要风电行业因噎废食，不敢前行。而是希望行业和企业在装机量目标引导面前，更要静心静脑，提升风险把控意识，推进理性开发、科学开发。

（编辑：东北亚）

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