2023年10月16日-20日,2023北京國際風(fēng)能大會暨展覽會(CWP2023)在北京如約召開。作為全球風(fēng)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(fēng)能盛會,再次登陸北京,聚焦中國能源革命的未來。
本屆大會以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題,將歷時四天,包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國際風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機(jī)會”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。
10月17日上午,瑞科科技公司張馳在“風(fēng)資源技術(shù)論壇上”發(fā)表了題目為《海上風(fēng)能資源分布機(jī)組選型及開發(fā)思路探討》的主旨發(fā)言。

以下為演講全文:
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位同仁,大家上午好!本次我分享的主題是《海上風(fēng)能資源分布機(jī)組選型及開發(fā)思路探討》,分為三個部分:海上資源分布分析、極端風(fēng)況下資源特性、開發(fā)階段資源評估經(jīng)驗(yàn)探討。
海上資源分布分析,這里展示的是我國和歐美近海海域資源分布的區(qū)別,左邊的圖可以看到歐洲北海、波羅的海大部分區(qū)域,平均風(fēng)速可以達(dá)到9m/S左右。同時,這片區(qū)域也是面臨臺風(fēng)極端風(fēng)況,從資源儲量上來看中國海上風(fēng)電要略遜于歐洲和美國。
接下來針對海域資源進(jìn)行分析,左邊的圖對四大海域進(jìn)行范圍的示意圖,右邊是聯(lián)合國內(nèi)外機(jī)構(gòu)和實(shí)測數(shù)據(jù)做的高精度資源圖譜。渤海海域受到大連和秦皇島山脊的影響,所以要優(yōu)于周邊的海域。黃海海域、東海海域北部資源條件一般,差不多是在7.5m/S,東海靠近臺灣海峽平均風(fēng)速受到臺灣的影響,平均風(fēng)速能夠到10m/S以上,南海海域平均分布也是比較分散,基本上是6.5-10m/S。
接下來以實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,這是在全球各地實(shí)施測風(fēng)塔。海上測風(fēng)設(shè)備,大部分采用的是激光雷達(dá)進(jìn)行測風(fēng),這是現(xiàn)場的照片(PPT)。
下面也是展示漂浮雷達(dá)安裝后的視頻,它是直徑10米的浮體。接下來是對漂浮雷達(dá)實(shí)際數(shù)據(jù)的分析,遼寧營口測下來是8.5m/s,黃海山東煙臺、連云港是7.5m/s,風(fēng)向相較于渤海略為分散。東海北部以及南海海域,靠近臺灣海峽的區(qū)域整體集中,風(fēng)速在8.5-10m/s。廣西風(fēng)速是7-8m/s左右,這些數(shù)據(jù)大概是滿足一兩個完整年,數(shù)據(jù)完整率大于95%。
極端風(fēng)況下的資源特性,這里主要指的是臺風(fēng),選取14座臺風(fēng)影響的海上漂浮雷達(dá)觀測點(diǎn),一共觀測到12場臺風(fēng),總共統(tǒng)計(jì)33個數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
首先做的是雷達(dá)數(shù)據(jù)可靠性,以臺風(fēng)過境風(fēng)速圖進(jìn)行對比,我們對比的是同時期的風(fēng)速和持續(xù)圖。由于受到臺風(fēng)強(qiáng)降雨的影響,導(dǎo)致激光能量損失加大,所以在臺風(fēng)影響期間有雷達(dá)數(shù)據(jù)會缺失,但是整體的情況比較好,基本上可以說是抵抗住了臺風(fēng)。
接下來展示的是臺風(fēng)期間風(fēng)速和風(fēng)向的變化,三場臺風(fēng)都是2023年,第一個臺風(fēng)“小犬”,這是超百年難一遇的風(fēng)速,這場臺風(fēng)經(jīng)過臺灣后已經(jīng)有所減弱,觀測到的風(fēng)速不到30m/s。包括像“泰利”,我們觀測到它的風(fēng)向分布計(jì)劃,采用L型的特征,風(fēng)向是沿著順時針和逆時針偏轉(zhuǎn),并且會出現(xiàn)短時間內(nèi)較大偏轉(zhuǎn)的特征。
風(fēng)切片指數(shù),臺風(fēng)期間要小于正常期間,下面的圖(PPT)展示“泰利”臺風(fēng)時間序列圖,臺風(fēng)眼經(jīng)過的地方,風(fēng)切片指數(shù)下降接近于0的趨勢。它和臺風(fēng)的垂直結(jié)構(gòu),也有一定的關(guān)系。
對于湍流強(qiáng)度的分析,臺風(fēng)要高于正常的時間,風(fēng)速達(dá)到一定的程度,海浪存在會使海面的粗糙度變大。
空氣密度對比,它中位值要低于正常區(qū)間,因?yàn)榕_風(fēng)是低氣壓系統(tǒng),根據(jù)公式可以看到氣壓對空氣密度的影響是非常大的。
這章節(jié)的背后對極端天氣下做總結(jié),主要是看對于以上資源特性的總結(jié)延伸機(jī)組選型的建議。一是要根據(jù)歷史臺風(fēng)強(qiáng)度和頻次選擇對應(yīng)的機(jī)型;二是臺風(fēng)不僅僅帶來破壞性的風(fēng)速,也是蘊(yùn)含巨大的能量,可以根據(jù)風(fēng)的特性深入理解臺風(fēng)的特征,調(diào)整對臺風(fēng)的控制策略。
開發(fā)階段資源評估經(jīng)驗(yàn)探討,第一部分重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)側(cè)風(fēng)的重要性,風(fēng)速的大小對項(xiàng)目的收益率影響都是非常大的,并且國內(nèi)大部分海域風(fēng)能資源優(yōu)于模擬評估,并且存在明顯的分布不均,主要是不同地區(qū)的風(fēng)速差別比較大。我們要重視前期的測風(fēng),也展示了幾種觀測手段,第一種是測風(fēng)塔,第二種是平臺上放激光雷達(dá)的方式,第三種是采用漂浮式激光雷達(dá)的方式。第三種相較于前兩種不需要基礎(chǔ)建設(shè),成本會有降低。
前面幾位專家重點(diǎn)講到尾流,我們以實(shí)際的測風(fēng)案例給大家分享,關(guān)于海上風(fēng)電場尾流低估的現(xiàn)象。紅色是項(xiàng)目范圍,周邊有兩個測風(fēng)塔,觀測的時間分別是在周邊風(fēng)電場建設(shè)前,以及建設(shè)后。統(tǒng)計(jì)年平均風(fēng)速,1號塔是7.23m/s,當(dāng)然這個風(fēng)速排除大小分年的影響。從觀測的結(jié)果可以看到,場區(qū)內(nèi)由于風(fēng)電場的影響,到底年平均風(fēng)速降低0.6m/s,我們通過一些尾流模型計(jì)算這樣的現(xiàn)象,分別采用Park模型和dawm模型,dawm模型處理更有優(yōu)勢。
右邊的表格中尾流折減是指漂浮式雷達(dá)位置放置一臺風(fēng)機(jī),導(dǎo)致發(fā)電量損失。可以看到第四個模型尾流折減在10%以上,這個風(fēng)電場投運(yùn)之后受到影響,發(fā)電量損失會在10%以上。右邊的圖,分享由于風(fēng)電場扎堆建設(shè)會導(dǎo)致一個現(xiàn)象,這是德國風(fēng)盜竊的案件,風(fēng)電場上面又新建一個風(fēng)電場,這個情況會存在監(jiān)管的空白,所以我們做海上風(fēng)電場的時候要關(guān)注周邊風(fēng)電場的影響,這些因素會導(dǎo)致風(fēng)電場投入之后增加發(fā)電量不達(dá)預(yù)期的風(fēng)險。
考慮各個海域不同的情況選擇機(jī)型,可以看到主流的機(jī)型都是在10兆瓦以上,換算發(fā)電小時數(shù)差異大概是5%-8%。
內(nèi)容總結(jié),一是要關(guān)注測風(fēng)的重要性;也要關(guān)注海上尾流低估的現(xiàn)象;三是考慮各個海域不同的資源特性,選取合適的機(jī)型。
以上就是我的分享,謝謝各位領(lǐng)導(dǎo)的聆聽。
(根據(jù)演講速記整理,未經(jīng)演講人審核)