大基地尾流模型分析-北极星风力发电网

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2020年10月14日，三一重能研究院技术支持部部长盖峰在2020北京国际风能大会暨展览会（CWP 2020）上作了题为《大基地尾流模型分析》主题演讲。

以下为发言实录：

盖峰：我们大基地尾流模型其实跟前面的几位行业同仁分享其实差不太多，但是我们主要倾向于就是我们介绍一下我们是怎么去使用或者说怎么去研究，以及我们如何在我们近期中标的两个项目里面采用这个模型，咱们近两年风电市场往三北市场发展，大基地的项目，成为大家热门的话题，这里面大基地尾流模型肯定是大家非常关注的一个事情，因为就我们的分析来说，大基地的尾流，其实比我们目前真正使用商业软件计算出来的结果是要偏差很大的。通过我们进行理论的分析，以及根据我们自己运行项目的后评估的分析对比，我们发现其实尾流的变化大概能达到就是咱们之前评估的一辈以上。

目前我们商业软件里面经常用的尾流模型主要就是这几种，以park模型和修整模型为代表的，对尾流是有一个明显的低估。CFD，涡流模型，很多商业软件里面都是有的，但是计算量非常大，我们一般来说不会选择去使用，而且它耗时比较长。对于这个大型风电场，现在WT里面是用的这样的一种方法，就是把这个大型风电场里面的机组进行地表粗糙度来考虑，相当于种了一个树一样，装一个风机是一个粗糙度，粗糙度会一直往后延伸，第一排有一个粗糙度，第二排，楼越盖越高的效果。这样的话也会把这个问题进行一个简化。由于我们现在风电市场逐步转向大基地，而且我们现在大基地的模型后评估我们就发现实际的尾流是远远超过我们的设计值的，而且新的尾流模型研究其实是需要对这个计算的资源非常要求比较高，所以就会导致一个问题就是我们计算的结果其实会对项目的收益率会有一个明显的影响。而且尾流通常来说会带来更大的湍流，因为我们之前在做这个精准设计的时候，其实它会有一个几A几B的设计，机组的安全等级，如果我们在一个看似很平坦的地形用一个C类的，湍流达到B类，A类，安全性会成为新的问题，这样的话其实对我们后续20年的可靠运行有一个影响，导致我们载荷也会变大。大家可以看到这是我们两个研究结果，PPT做的时候，图稍微小一点，大家看不清楚。这是一个小容量的项目，它是一个5万的项目，大家可以看到有两条折线一条是蓝色的一条是橙色的，橙色新的尾流计算结果，蓝色是老的结果，大家可以看到非常的接近，它在后面就是最后，这个地方会有一点点突出，这个地方是在这儿，主风向，大家可以看到是从东北边过来的，这个风在最后会叠加的有点多，所以这块的话，叠加之后的模型会导致这个结果会偏高，这是一个大容量项目，它是一个50万的项目，50万的项目，这其实就是前两天投标的项目。非常大的一个项目之中，所有的机位之间的相互叠加的影响会非常大，举一个简单的例子，我们去吃自助餐，第五波人去的时候基本上没有东西了，我们得再上一波，真实排布我们把这个地方进行机位的减少，让整个风电场的尾流的影响会更加倾向于就是均匀，而在原来的这种模型里，咱们常用的模型不会有这种很明显的效果，

刚才其实已经把我们的实际的结果简单介绍了一下，这是我们常用的单排的尾流模型，这是一个理论的，咱们从REC标准里面查得到这种模型，可以编写一些程序，编写完之后发现这是单独的风机尾流的恢复的一个过程，当风流通过叶轮之后风速会变小而且后续形成风速恢复区，大概15D的位置，它的就要能恢复到90%以上，完全恢复到原始状态的话，需要超过25VD，在国外的研究里面超过40VD，实际的研究当中超过40VD，以我们现在155左右的机型就是6公里，6公里之后去恢复到这个正常水平那其实是我们根本不能接受的。

这是我们三一在内蒙的实际运行的风场，这是我们实际运行的结果拿出来做了一个后评估的一个分析，我们先说结论，后评估的结论，这个数据也是经过清洗也是经过定向的筛选之后尾流10.9%，用WTpark模型，是5.43，如果用我们常规模型6.66%，WT它是9.88%，优化后的模型11.65%，比较接近的，后面这两组结果到底哪个更加正确，因为在这种大规模的计算里面，能够做到量级上的接近就已经是相对来说就已经比较不错。可以看到在这种比较密集的地区，因为我们这个风的话是从西南吹过来的，东北部尾流叠加的效应非常明显，在这个区域里，这个叠加明星比正常的平常我们用的模型的效果就会高很多。

因为我们这个研究限于我们目前这种国内的大基地的项目，确实还是比较少，所以在研究当中我们并没有特别多的实际运行的效果，所以我们也参考了一些其他友商，WT本身去做的一些分析，美迪做的分析，深色的是一个实际运行的效果，橙色是理论计算的结果，叠加之后的结果，看起来比较接近，而且根据这个模拟结果来看，前排的这个机组尾流恢复的区间会比较小，后排机组尾流恢复的时间就会比较长。

我们青海大基地的项目，它是一个海拔三千米的项目，在这个地方我们三一中标65万，总共超过200万的，这200万今年整个14万今年在9月30号已经完全投入生产，而且这个地方它是一个高海拔，3000米，平时运行的时候需要考虑这个高海拔的影响。我们三一在风资源的精细化分析，以及布机方案优化设计，风电机组制定化设计，运输服务完美交付，风况参数详细分析以及气象数据的详细分析，采用最新2.5兆瓦的141，定制化的设计让我们塔筒轻到166吨，这个是业内最轻的一个水平。

这个项目已经在9月30号最终的全容量电网，这个现场运行的一个效果。所以我们三一在风资源的精细化评估，不急方案设计，机组定植化设计，满足基地项目全生命周期设计跟优化，通过我们智能化的生产制造和丰富的保供的交付经验，为客户提供满意的服务，也欢迎大家到我们三一的展台，去观看我们展出的实物，我们展出的实物刚才我提到的，我们中标的15645的样机，实际的一个样机就在我们展台，欢迎大家去观看。谢谢大家。

（根据速记整理，未经本人审核）

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