2020年10月14日-16日，2020北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2020）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，本屆大會以“引領(lǐng)綠色復(fù)蘇，構(gòu)筑更好未來”為主題，聚焦中國能源革命的未來。能見App全程直播本次大會。
在14日下午召開的風資源精細化評估分論壇上，北京大學(xué)副研究員張日葵發(fā)表《高低塔筒混排對提高風機陣列在中低風速段輸出功率的意義》主題演講。
以下為發(fā)言實錄：張日葵：大家在一個水平面上提排布的問題，我們現(xiàn)在提高一個緯度增加風場發(fā)電量的影響。以金科風場為背景做的，羅總這邊的參與。肖老師提了一下，現(xiàn)在平價上網(wǎng)，你們比我感受更深刻，從根本上來說就是要降本要增效，提高發(fā)電量很多方式，我們從站在這個布局的角度，要么就是從水平面上間距上考慮，尾流的效應(yīng)會降低，排布的臺數(shù)會少，總的發(fā)電量并不一定是增加的，增加一個高度差，通過高度差降低上游風機對下游風機尾流的影響，增加上下層這個流動參混的效應(yīng)。
數(shù)值計算的方式來做的對比的研究，我們舉了一個風場的原形來自，煙墩風場在哈密，做我們的構(gòu)造我們的…風機塔架高度的影響，還有包括艱巨的影響，因素很多我們除了原始的風場，我們做對比的風場，比如說原始有兩排是高塔筒，120米的高塔，我們把這個高塔，我們做一個對比的計算，這個高塔，風機直徑是111，我們把這個風直徑改小，另外為了考慮這個地形因素，基于平地的這種對比，在這里邊我們構(gòu)造，這里邊在間距和原來是一模一樣的，把我們整個的工作做得更充分，做了一個進一步的做了更多的排布的分析，就是整個的風場面積是一樣的，大概總的加起來1080D平方，構(gòu)造排布就是原始的可能是平均是15D，縱向的排布，把15個D減掉，10個D，另外一個我們最開始的時候，其實原始的哈密，兩排高塔，兩排高塔我們可以變，把所有的改成低塔，其中一排改成高塔，依此類推，把剛才的15個D降到10個D，采用一種串聯(lián)，增加擴大到相對艱巨增大，降到35。然后最密的情況，高塔的話，我們最高的時候可以排到里邊有七排高塔，大概是這么一個，作為計算的一個對比的風場。
整個計算我們采用自己開發(fā)的軟件，這個軟件我們原來在航空的空氣動力學(xué)我們做了大量的應(yīng)用，整個軟件的功能還是相對來說比較完備，這個算法上面，我們用的風廓面，地面有35臺風機90臺，降低計算量，這個是我們在計算的工況，因為這個里面有一點，我們在這里面沒有測風塔，拿到數(shù)據(jù)，哈密整個風場，大概是半年累計下來，風速還有功率，所以我們半年統(tǒng)計數(shù)據(jù)做對表，功率作為我的基準，給一個風速算出來第一臺功率，和實測出來的功率是一致的，我們總共是算，5到10米，5到6米階段，最后是用5.8米計算，風向就是按政府8度，上游會打到下游相鄰的風機的干擾。這是風機的處理，無論是在實測的，還是在仿真的，取這么一個風速段所有的測量的實測量的數(shù)據(jù)，風向我們?nèi)〉谜摪硕龋瑢崪y的功率，中間這一排。仿真也是一樣的，這里面是給了其中的三個風向，這個正東風，這個向上偏拉，風速的分布。主要是壓力，這個是湍流的分布，通過實測的風場數(shù)據(jù)比較驗證現(xiàn)在用的整個方法是準確的，所以第一代風機，功率應(yīng)用它的標的，下一個風機計算跟實測之間的差異性，黑點風場實測出來的，所有的數(shù)據(jù)評估下來的結(jié)果，紅點是我們計算3D算出來的，這個吻合度非常高的，SCADA測量出來的當?shù)氐娘L速，紅點我們計算算出來的當?shù)氐娘L速，這個藍色的這個曲線根據(jù)當前的風機的功率，然后加功率曲線，我們推出來這個功率曲線，差別還是挺遠的，有可能是功率曲線，也可能是SARS測量的差異。會差大概0.5米左右。另外一個風速，情況都比較類似，整個計算實測的結(jié)果非常高的，到9米10米，風場有一個限功率，所以導(dǎo)致計算，大家會比較大一些。這個不是計算的誤差，從這里可以看出來，剛才說了SCADA跟功率曲線推出來的功率要低，9到10米，推出來的要高，這個地方實際上可以發(fā)電，有了這個數(shù)據(jù)，我們用了現(xiàn)場的實際的排布，再跟我們構(gòu)造排布的比較，功率之間的差異性，因為高塔筒風機主要體現(xiàn)在第四排第五排，前面三排規(guī)律是一樣的，看的時候只看這兩排是高塔，現(xiàn)在風場實際排布，到了A1轉(zhuǎn)成低塔，把塔架高度降下來，直徑降下來功率的輸出情況。把高塔降下來，顯然功率一下降下來，降低還挺明顯，20%幾。這里會有增加，增加的原因，主要是因為原始的地形是有起伏，降下來會導(dǎo)致后面的風機有一定的錯開。把高塔變成低塔，如果完全是平地，塔架降下來，尾流的影響會導(dǎo)致下游功率降下來，所以這是5.8米，四米的時候情況也都比較類似，基本上就是說，這個里面增加的是，增加主要通過，功率會差20%幾的樣子，但是下游的話功率的變化主要是通過尾流。這里面我們不大好去界定，尾流產(chǎn)生多大的效應(yīng)，我們把中間這一排，公益全部加起來，跟原始方案跟我們高塔改低塔的敝蓋，五到六米，全部是低塔這個功率崗地8%左右，降14%，其他的情況也是一樣。
我們可以看到，曲線低速，風速越低的情況之下，高塔產(chǎn)生功率增加越大。在這個里邊我們后來又補了很多計算，很多標準，目的是就是說我剛才的那個，因為有自然地形的影響，很難去界定，就是下游的風機處于尾流，高塔的風機對下游風機的改善有多少，沒有定量的標準，所以我們風場很直白的看這個問題。前面相當于全部是低塔，比如說我們標準一跟標準二，風能的艱巨是15D。如果我們其中一排改成高塔，黃色的藍色的全部是低塔，這個功率差異，都是對標全部是低塔，一臺改高塔，增加對當前能增加40%幾的功率，因為已經(jīng)是百分比，到下游增加3%到4%，只改一臺，如果增加兩臺，我們看這個值基本上翻倍。如果是增加采用300高塔，下游風機因此增加10%左右功率的增加，相對來說會更大，基本上增加一臺，風機尾流產(chǎn)生功率的增加大概30%。
把風機的艱巨縱向艱巨再把它減小，風機間距降到10個D，功率增加大概90%，下游的風機基本上能增加4.4%到5%，加了兩排高塔，下面大概是10%到14%。更密的，一個是應(yīng)該是7.5個D，流向的間距是7.5個D。也是一樣的，我們比如說加一臺的話，基本上能增加，因為這個下游如果是完全到尾流發(fā)電量非常弱相對值增加非常大，這個是在風速比較低的情況下。風速高在2.9到3.5。對于尾流的影響。
把間距從15個D，變到10個D，增加百分之三點幾，這個增加百分之六點幾到百分之八點幾。這個是加到7.5個D，這個基本上差不太多。本身因為高塔抬高了，功率增加80%，尾流改善了增加3.5%到4.3%。9.5的情況都比較類似，15個D的情況之下這個地方是4%。到10個D這個地方4%，這個地方8%，這個地方12%，這個到7.5，這個地方4%到5%，這個地方7%到8%，這個是11%。
總體來末高低混功率產(chǎn)生增加值兩個方面，一個是高塔的風機，高塔尾流錯開了，對低塔增進了產(chǎn)生功率也會有一定的增長，這種增長風機排布越密，另外一個就是說在整個中低改善的效果還是非常明顯的，以上就是我的報告的內(nèi)容。
（根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核）
