2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）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千名國內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“碳中和——風電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
在19日下午召開的風資源精細化評估論壇上，中國長江三峽集團有限公司科學技術研究院專業(yè)師易侃發(fā)表了題為《海上風能資源評估及發(fā)電量計算中的技術挑戰(zhàn)與創(chuàng)新》的主題演講。
以下為演講實錄：
易侃：今天我匯報題目是“海上風能資源評估及發(fā)電量計算中的技術挑戰(zhàn)與創(chuàng)新”，相對于前兩位專家來說方向比較宏觀一點，從這幾個方面簡單介紹一下，一個是技術挑戰(zhàn)。第二三峽集團在風資源評估這塊開展以及計劃開展的創(chuàng)新實踐。最后是我們的思考。
我們重視海上風資源，是從三個方面來考慮。第一，我們認為海上風資源評估它其實面臨更加復雜的基礎條件，一個是海上觀測本身成本難度比較高。第二，海上觀測本身起步晚，基礎數據也比較少，所以基礎條件對于風資源來說我認為是更差的。第二，它也有一定的技術復雜度，技術難度，一個是海上面臨海氣相互作用的對風流場的影響，還有就是臺風影響。第三，從整個需求角度來講，在我們海上風電平價化發(fā)展趨勢下，對海上風電降本提效壓力比較大，我們從各個技術環(huán)節(jié)都強調技術創(chuàng)新。
第二，因為做風資源長期年代也是一個問題，面臨一個長期年代站的一個數據缺失，海上的面臨的代表性和環(huán)境也是比較大，這是兩個氣象參證站，受到環(huán)境影響，逐年風速變化是很難作為我們代表人訂正的一個參考。
在基礎數據比較缺失情況下，現(xiàn)在的主流風資源評估建模方法和設計工具應用上有它的局限性，從線性模型和計算力學模型來講，對于缺測的數據有一定難度，第二都是基于相對比較簡化一些空氣動力學原理。對于我們現(xiàn)在海上場區(qū)內測風塔需要做遠距離推算，對于一些中尺度過程沒有辦法捕捉。第三，整個面對深遠海技術問題，從觀測手段到關心的一些技術難題應用場景都有一些局限。現(xiàn)在大家提的，在這種背景下，中尺度數據依賴越來越強，現(xiàn)在看到所有海上風資源評估都要用到中尺度數據應用，我們對于中尺度數據產品應用沒有一個特別明確的規(guī)范，準確性難以得到保障。
這兩張圖，一個是中尺度數據和風資源風速相關性分析，還有年平均風速比對，從這張圖可以看到，它不是一個很好的參考點，這兩個從相關性來講，或者從時間序列變化來講，其實兩個還是有比較大偏差的，但是這兩個案例又都是實實在在的海上風電應用了，大家覺得這樣的數據也沒有辦法，只能這樣應用，既然談發(fā)電量不確定度，如果沒有一個明確的規(guī)范，怎么樣的資料可以資料，怎么樣的資料偏差比較大的，這個規(guī)范沒有，帶來不確定性還是很大的，我們也做了中尺度相關的分析，從海上案例來講，現(xiàn)在中尺度氣象模型偏差平均應該還是在10%左右，部分案例達到20%以上，當然這后面對于中尺度模型本身研究還需要進一步加強。
剛才講的主要是從風資源評估，從風資源過渡到發(fā)電量主要考慮的是關于尾流計算這塊，我們通過前期建成海上風電場做后評估去評價一下實際尾流帶來發(fā)電量它的影響，可以看到，我們現(xiàn)在散點圖反應的是一個實際通過現(xiàn)役風電場尾流折解的規(guī)律，線性圖對于尾流模型的計算結構，比較的話還是存在一定偏差的，當然這里面需要對尾流計算，也是一個進一步需要加強的東西。
另外剛才講的是尾流從損耗的分布，我們對于尾流疊加模型也做了一些研究，這個圖反映的是我們在這個尾流，從來流風速到第一排風機，到后風機帶來的功率損耗可以看到，按照現(xiàn)在尾流疊加方法，它的功率損耗基本上隨著風機排數往后，尾流損耗逐漸往下的，但是我們實測數據來看，實際上尾流損耗到第三排風機有一個上升的過程，初步分析是因為第二排尾流帶來的湍流強度增強，是可以對整個場尾流有一個能量補充，所以第三排尾流損耗不一定比第二排就更高，這一塊，因為我們用的數據量相對比較有限，后續(xù)也需要進一步多的案例來做支撐。
最后關于海上風電大基地，風電場間的尾流評估影響，現(xiàn)在海上風電場基本上單體規(guī)模都要往百萬規(guī)模發(fā)展了，現(xiàn)在尾流模型還適不適用，它現(xiàn)在的尾流損耗在海上受到不同的穩(wěn)定度影響，它的影響范圍相對于陸上還是更大，風電場間的尾流影響怎么評價，我認為設計領域還沒有一個大家共識的方法。
另外從建模角度，我們也是看氣象建模本身涉及到不同尺度，都有相應的應用場景和相應模型，我們在數值建模這一塊主要關心的也是從中尺度到微尺度這一塊的過度，中尺度這一塊劉工講的比較多，現(xiàn)在中尺度應用特別多，但是大部分應用還是以再分析資料去做分析為主，像劉工做的多尺度嵌套做得比較細，中尺度應用針對我國不同的海洋環(huán)境，它的整個從參數方案選擇到訂正，這些都需要進一步去加強，它不是一個拿著資料就能夠去用的工具，而是需要對整個機理計算過程有了解之后，了解它的適用性和不足，根據特定場景去做建模分析的工具。
我們主要做海上風資源評估，在海上作業(yè)做數值模擬，對于海洋環(huán)境也不可能不考慮，所以我們現(xiàn)在也在搭建區(qū)域海洋海浪、大氣耦合的數值模擬系統(tǒng)，也是在中尺度模型基礎上與區(qū)域海洋模式，海浪模式做耦合，來做風資源以及后續(xù)的海洋水文的分析，因為在海上海期相互作用，特別波浪海洋邊界層對大氣分布線的影響也是不容忽視的一個問題。
最后也講一下我們對海上風資源評估的一個基本的想法，或者說前景展望。從技術創(chuàng)新角度來講，海上風資源評估應該從三方面增加科技投入。一是在新型觀測手段方面，需要借助更加靈活、方便的漂浮式激光雷達觀測設備提前開展測風工作。二是重視數據的管理以及數據的再分析和挖掘相關的服務，我們也倡導有相關數據資源的企業(yè)，聯(lián)合起來做技術創(chuàng)新合作，把我國海洋環(huán)境，海洋氣象問題梳理的更清楚更明確。三是項目技術總結和后評價工作在海上風電全生命周期的技術創(chuàng)新中發(fā)揮了重要作用，也希望各位同仁能夠以更加開放的態(tài)度去迎接新技術、新理念、新方法的應用。
（根據速記整理，未經本人審核）
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