不以风电场设计为始的风资源分析就是“耍流氓”-北极星风力发电网

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工程设计的理念，贯穿所有非工业体系，一切都是可以设计的。对个人生活服务的“工程设计”，美其名曰就是“私人订制”。风电场也是可以私人订制，你的风电场就让我们的风资源“风水先生”来个“私人订制”吧。

笔者作为风资源工程师已十余年，经历数百个风电场风资源评估与方案设计，近年越来越感觉到：一个好的风场是设计出来的，一个风资源工程师实际上应该定位为风场设计师。

风资源工程师主要的工作是风电场宏观选址、微观选址，后来又陆续开展后评估的一些工作；聚焦于风场的测风数据分析、风场选址与机型选择、产能评估等；随着大批量的风场投产运行，很多风场运行数据可以供研究上述前期工作的准确性。从目前大量运行风场案例分析来看，完全没有问题的风场极少，更多的风电场总有一些机组属于低效资产或者亚健康状态运行，虽有不少风资源条件非常好的风场产能表现很好，但是细细分析下来仍然掩盖不了层层问题。通过这几年处理风场运行中疑难杂症的经验，除了我们经常呼吁的要重视风场宏观选址、重视测风塔的安装和维护、重视数据分析和软件仿真的准确性这些内容以外，风资源工程师应进一步的要懂得如何去设计一个风电场，一定要摒弃“凑活着排排风机，差不多做做产能预估，只要能过投资核算，就最后给出一个不能经过历史考验的结果”；而一定要全方位的结合风况、安全、道路、线路、施工、经评的因素去考虑一个风电场机组的机位点排布与数量+单机和全场容量+轮毂高度的最优组配。

要做到设计风电场，软件工具固然是要精通，但是不能依赖软件工具，风场设计师的价值也不能只是使用软件工具。那么，一个风场设计师如何能够做到设计一个好的风电场呢？

1-通过风电场案例分析和研究，总结过往经验指导现有项目的设计

（1）通过运行风场案例分析检验风资源微观选址实际效果。风资源工作主要为解决风资源评估和产能预测以及安全校核问题为目的，一旦机组投产发电，风资源团队对于评估结论的准确性、机组运行是否达到预期等都应做后续追踪，通过实际结果反馈前期设计工作的质量，藉此积累成功经验。目前，我们针对风场微观选址复核相关已完成100余个项目不同类型的案例分析工作，并为机组选型优化、机组间距优化布局、机组尾流损失优化等方面提供大量经验，也撰写了一系列的论文和技术导则。

（2）通过 “大数据”研究，促进风资源技术适应中国风电发展，提高复杂气候、地理条件的项目风电场设计水平。目前，笔者供职的单位在全国有近600多个项目、总计20000余台机组在不同气候、地理条件下运行。我国的风能资源条件复杂，存在着台风、冰冻、高湿、低温等各种高影响气候因素，也存在着潮间带、高海拔、丘陵林区、复杂山地等各类复杂地理条件。欧美国家是风资源技术的起源地，但较少存在上述特殊的气候和地理条件。当前的技术、工具、理念均属于“舶来品”，应通过研究工作弥补相关技术缺陷。通过大量的机组数据研究，以及在风场建设到投产中的实际投资和产出，提出适应中国风资源条件的风电场定制化设计方案。

需要强调的是风电场定制化设计方案很多人都在提，究竟什么是定制化呢？不同单机容量机组混排？不同叶轮直径抑或轮毂高度？

个人认为不尽然，风场设计师们下一步要做的就是从大数据研究的基础上，提出基于目标风电场的机组载荷、环境适应性、零部件配置的定制化、风场建设和运维，风机——由风和气象到机位、机组、风场的定制化。

2.通过严格的过程与结果控制，保证设计工作的高效高质

风电场的设计基本可分为风能资源评估、风电场设计和机组适应性评估等。

这些工作在实施过程中均需要满足工作流程要求，建立完善的规范和制度，来保证过程控制的严格执行。这几年陆续完善了相当多的规范和要求，比如：《风资源资料需求清单》、《风场宏观选址规范》、《风电场现场踏勘调查表》、《风机选型操作流程》、《风资源微观选址（复核）工作标准》、《风场设计标准作业规范》。

同时，结合气象行业的经验，我们也开展了项目设计会商机制，这个制度的好处既是群策群力、集思广益，也是提供年轻风资源设计师们展示自己能力，暴露自己问题的机会，让很多风险消弭在前期阶段。

3.始终要尊重和理解风资源的不确定性

笔者这几年组织大量的人力物力编制了各类风资源计算软件工具，通过这些工具对各类型数据的进行精细化分析和分解，实现风资源特性的多维度呈现、立体交叉比较，尽可能的减少风场设计成果不确定性，为风电场全场与单机发电量计算打下坚实基础。

然而，风资源跟气象预报一样，永远存在广大人民群众希望100%精准预报而“臣妾做不到”的人民内部矛盾。风资源确实存在着目前行业里力有不逮的困难，很多问题在现阶段是搞不清楚的，这些就是风资源的不确定性，在工程上这是允许存在的，实际上也是可以用工程的思路去解决。这事情就跟相关性和相似度的概念一样，有定量的东西存在同时也有只能定性的东西。风资源不确定性的另一个描述，实际是“损失的发电量去哪了”。可能马上会扯到一个敏感又跳不过的行业话题——在国外的搞法是Uncertainty；在国内叫做折减。

我们有一个好处就是数据多，针对发电量折减计算也做了较为深入的研究。因为这个事情不准确的取值，无法在同一个平台上进行设计成效的对比，不能在同一个频道上对话。甚至，被人通过数字游戏大法给忽悠瘸了。

我的师长、老领导首创对风电场各个折减相关项进行了实际调查研究，减少因折减系数取值的误差导致的单机发电量计算不准确。如：某南方项目，通过完整一年测风数据计算的发电量与当年实际上网电量对比（设计风速和实际风速接近的情况），求取当年的综合折减系数。经计算，当年由测风塔经软件推至轮毂高度风速6.23m/s,使用GW82/1500机组全年上网电量2570h，综合折减率15.6%。

类似的，从多个现场运行后评估得知，机组在云南某项目的综合折减系数为10%，贵州某项目的综合折减系数为18%，江西15%，山东20%，综上所述，越来越多的案例与数据表明在风资源设计师严格控制好流程的前提下，考虑未来生命周期各类影响机组综合折减系数应不高于25%。

4.提高人员能力素质与设备的配置水平

目前，笔者所在的风资源团队中半数为拥有高学历的博士、硕士，还拥有10年以上风资源工作经验的员工数名。针对对风场开发、建设、运维各个阶段不同需求特性，实施风电场全生命周期的风资源资源工作，以战代练，通过全方位的专业研究提升人员能力素质。为保证风场设计的准确性、科学性，配备了大量的高精度测绘和测量装备，如地质罗盘、GPS、激光测距仪、激光测风仪等高精尖设备。目前拥有通用的各类风资源评估软件，如WAsP、WindFarmer、WindPRO、WT、WindSim等。并根据业务需求构建了数字化的风资源应用场景，如用于宏观选址和现场踏勘的FreeMeso，用于全生命周期风资源数据分析和仿真评估的WindUnified。

古人云“工欲善其事必先利其器”，培养一批能成大器的人才不容易，操作高精尖的设备仪器并能产出高水平成果不容易，人和物变成风资源利器何其难也！这是目前整个行业的薄弱点、痛点和难点，风电场设计师的培养应避免拔苗助长，需要休养生息、厚积薄发，不疾不徐地培养一批具有过硬素质、能力全面综合、有前瞻眼光、专业有担当的风场设计师队伍其实是任重道远的。

好的，风电场是设计出来的。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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