中國儲能網訊：隨著我國風電發(fā)展逐步向低風速地區(qū)“傾斜”，低風速區(qū)域的風資源開發(fā)價值越來越被重視，開發(fā)效率也在不斷提高。加之我國風電技術愈發(fā)成熟和機組備件更新迭代，使得低風速風電從前期微觀選址、設備選型、控制系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、智能運維等都具備定制化的系統(tǒng)解決方案。
低風速風電是指風速在5.5到6.5米/秒之間的風電開發(fā)項目，我國低風速風電場的開發(fā)正逐步進入發(fā)展期。根據近兩年風電項目投資造價情況分析，年利用小時數達到2000小時以上的風電項目都有不錯的盈利能力，年利用小時數達到1800小時則大多數風電項目資本金財務內部收益率可以達到8%的要求。
位于四川安寧河峽谷內的德昌風電場
低風速風電迎來高速發(fā)展期
與高風速區(qū)域相比，低風速區(qū)域開發(fā)風電存在四方面優(yōu)勢：
一是可開發(fā)面積廣，開發(fā)潛能巨大；
二是接近負荷中心，不存在遠距離送出，降低送出成本；
三是電網條件好，低風速風電既可并網，也可離網就地使用，運行方式靈活方便；
四是低風速風電單位造價會隨著推廣規(guī)模的不斷擴大而降低。
隨著我國低風速風電技術的發(fā)展進步，中東部和南方資源區(qū)的風電已經步入規(guī)模化發(fā)展，預計“十三五”期間，中南部省份大量平均風速處于5.5~6.5米/秒的低風速或超低風速風電場，將成為建設重點。加強低風速風電開發(fā)將被納入“十三五”風電發(fā)展規(guī)劃，其相對應政策的需求也在增加。
政策層面講，相關部門正在加緊風電接入電網和市場消納研究，著重提出電網受端省區(qū)的低風速風電開發(fā)和電網消納問題。這預示著未來將加大這些低風速地區(qū)的風電裝機規(guī)模目標，某些省區(qū)的發(fā)展目標有望從不足10%提高到20%。
但也應該看到，從近幾年數據來看，低風速地區(qū)風電年利用小時數較好，但其開發(fā)還存在三個問題。
一是資源分布較分散，不利于大規(guī)模開發(fā)；
二是地質條件較復雜，增加項目建設不確定性；
三是氣象災害多，主要在我國西南部地區(qū)，存在冰凍、覆冰、雷擊、地質災害等。
這類風區(qū)主要是局地風，如山谷風、峽谷風、爬坡風等，這幾類局地風的共性是變風向。我國低風速地區(qū)還存在進場道路、交通運輸條件復雜，施工難度較大等缺點。
近年來，中車株洲所、東方風電、明陽風電、遠景能源、上海電氣等整機制造企業(yè)紛紛就低風速和超低風速的大功率機組傳動鏈類型、風電齒輪傳動系統(tǒng)、低風速風電投資生產建設分析、低風速大容量機組發(fā)展趨勢、低風速復雜山地風電場解決方案、低風速風機運維、無人機技術等方面做了大量研究和探討，并針對低風速、高海拔、山地丘陵地區(qū)制定了個性化的系統(tǒng)解決方案。
最大限度提高發(fā)電量
以湖南鳳凰山風電場為例，該風電場總裝機量88兆瓦，分為兩期建設。其中一期項目安裝25臺中車株洲電力機車研究所有限公司（簡稱“中車株洲所”）WT110-2000型風力發(fā)電機組，于2015年6月7日全部并網發(fā)電。二期項目安裝19臺中車株洲所WT110-2000型風力發(fā)電機組，于2016年2月1日19臺全部并網發(fā)電。
“鳳凰山風電場風功率等級接近2級，年平均風速為5.18米/秒。雖然風資源不占優(yōu)勢，但通過科學的風場設計、精準的微觀選址、合理的機組選型、精細的后期運維，2016年滿發(fā)小時數仍達到2080小時，在南方低風速地區(qū)處于上佳水平?！鼻安痪?，鳳凰山風電場場長王穩(wěn)在風電場接受《中國電力報》記者采訪時表示，低風速型風電場要充分利用風電場風能資源，提高發(fā)電效益，就必須選擇發(fā)電效率高的大葉輪風力發(fā)電機組。
據了解，中車株洲所WT110-2000機型葉輪直徑110米，在2012年簽合同時是非常理想和先進的低風速機型。另外，整機供應商就在株洲本地，在后續(xù)服務方面也更加便利。該機型作為最早投入到年平均風速6.5米/秒左右的低風速風區(qū)的機型，在行業(yè)內首先開展了圍繞整機動力學建模采用的剛柔耦合的高精度模型，用以校正整機模型，為獲取更為準確的整機動態(tài)響應打下基礎。
建立更符合實際的整機動力學模型，包括塔筒柔性體模型、傳動鏈動力學模型、風輪氣動力模型、變漿控制模型、電氣控制模型等，形成氣-固相互耦合的風力發(fā)電機組系統(tǒng)動力學模型，并開展了整機動力學匹配、穩(wěn)定性分析工作。
