风象台 | 数字化三维风电场设计产品如何在大基地规划设计中显神通？-北极星风力发电网

投稿

我要投稿

塞罕坝，蒙语中意为“美丽的地方”。国内首个“风电大基地”在这里催生。如今，随着政策回暖，跨区域远距离高压通道输送建设，风电外送及消纳问题逐步解决，大基地项目再次迎来建设高潮。与此同时，大基地项目的规划、设计和建设过程中遇到的各种新情况也给建设者们提出了新的挑战。

大基地规划设计的难点

地理范围大、局部地形复杂，限制因素较多，各细分区域风资源情况差异大；
未确定开发主体的项目缺乏前期测风数据；
整场机组选型、排布组合方案多，影响因素多维，追求全局最优工作量巨大；
大规模风场尾流影响等情况叠加，发电量很难精确评估；
送出方案设计周期长，传统设计方式难以达到全局最优。

如此庞大、复杂的风电项目，如何进行科学的整体规划设计，以达到方案最优，对于任何开发团队来说都是巨大的课题。

针对这些“疑难杂症”，金风科技依托多年、多专业，包括在测风、仿真模型、方案设计、工程设计等方面纵向深入的技术积累，以GoldFarm三维数字化风电场规划设计平台为一体化载体，打通前后台的需求和技术，进行大基地精细化规划设计，层层寻优，快速迭代，求解大基地项目全生命周期LCOE最优。

项目风资源的精准把控精细化测风输入

项目风资源评估的准确程度，直接影响度电成本测算的精度，大基地测风工作又往往存在场区内无测风塔、测风塔代表不足、测风时段短和数据质量差等问题。

为解决精细化测风数据的输入问题，金风科技开发了GoldWRF虚拟测风塔解决方案，让项目风资源情况尽收眼底。

GoldWRF虚拟测风塔技术是在精细地形、数据同化、参数化方案、集合预报、后处理算法5种技术上的迭代更新。通过金风科技21年共2194座气象站数据，6000多座测风塔数据，28000多台风机数据的迭代校正，GoldWRF模式的准确性一直处于市场领先地位。

经多个项目应用反馈，GoldWRF虚拟测风塔在平原上的平均风速偏差不超过0.2m/s（超越概率P84），山地项目不超过0.3m/s（超越概率P84），复杂项目不超过0.4m/s（超越概率P75）。

无论是测风不足完整年，还是场区特定点分析，GoldWRF都可定制化完成高精准度中尺度分析，输出可用于风资源分析的时间序列数据，为大基地区域大范围精准资源评估提供高效准确的支持。

风资源精细化评估，更精准的尾流计算

常规的流体仿真商业软件，受限于计算资源和欠缺对风电行业了解等问题，在算法内核上不能保证复杂地形或特殊场景风资源计算的精度。GoldFarm的风资源评估模块兼容WT流体方针成果，并能够与金风自主知识产权的GoldFOAM进行横向对比。2014年，金风科技就开始进行精准风场风廓线、非结构网格、热稳定度、三维森林盖层模型、WRF+CFD的深入研究，将成果集成到GoldFOAM中。用户从而能够对各种应用场景更精准干预和经验控制，风资源工程师也拥有了更大自主权。

对于大基地项目，平坦地形的大规模风机排布，尾流影响预估不足是发电量难以评估准确的重要因素。现行商业软件通常采用半经验公式方法（例如Park模型）评估尾流，其优点在于计算速度快，缺点是应用于多排的平原风电场时会严重低估尾流损失，可能直接导致发电量计算不准确，也可能影响机组正常运行。

为此，金风科技引入致动盘（ADM）方法。ADM是通过使用体积力代替叶片的影响获得风力机周围流场信息，从而评估风机尾流影响的一种方法。相比传统的半经验公式，对物理现象的还原度更高，精度也更好；相比于一些精度更高的瞬态算法，又能较好地兼顾计算资源和效率。金风科技开发的GoldwindDiskSource致动盘模型，解决了目前广泛使用的致动盘模型不适用于风电场尾流计算的问题，GoldwindDiskSource可根据风机功率曲线动态判断推力系数和功率系数，实现流场与风机的双向耦合。

致动盘尾流模型基于GoldFOAM平台，在超算中心进行计算，没有计算资源的限制，网格总数可超过5.5亿，机位点处加密网格尺寸小于2m，即风机周围2m尺度的最小的气流情况都能捕捉到，同时考虑风机、地形、风场的相互作用，保证计算结果的准确性。

640.webp (30).jpg

640.webp (29).jpg

高收益机型匹配与排布方案定制化设计

大基地项目开发规模巨大，各机位点风资源差异性明显，甚至单一机位点不同扇区风资源也存在较大的差异性，传统单一机型的风电场设计方式已经无法适用。局部风资源的差异化，要求风电场中安装的风电机组必须实现个性化设置（个性化的大部件、个性化的控制策略等），因此需要进行机型的逐点位匹配及整场排布方案的优选。

首先是风电机组选型的个性化。大基地的风电机组如何科学且经济地选型，是一个棘手的问题。不同的机型、塔筒组合有非常多的组合方案。另外，大基地项目可以拥有非常多的影响因素，如机型平台、额定功率，全场容量，机组数量、轮毂高度等等，加之不同的目标函数，如发电量、内部收益率、度电成本等，将这些影响因素及目标进行组合，可以得到非常多种的场景。

原标题：风象台 | 数字化三维风电场设计产品如何在大基地规划设计中显神通？

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

订阅北极星周刊，精彩内容不再错过！

特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创，转载需获授权。

阅读下一篇

中国船级社：海上升压站平台指南（2019）

金风科技查看更多>风场设计查看更多>风电基地查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

风象台 | 数字化三维风电场设计产品如何在大基地规划设计中显神通？

中国船级社：海上升压站平台指南（2019）

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~