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点位风流动动画
风资源评估涉及的环节众多,包括测风数据处理、地形地貌建模、流体仿真到发电量及适应性评估等。运达股份经过数年不懈研发,结合公司丰富的资源评估、风场建设、机组运维以及风场后评估经验,形成了“运风”风资源公共服务云平台。在核心算法完全自研的基础上,“运风”集成了高效、精准的流体仿真、行业领先的尾流评估、科学客观的发电量及适应性评估等一系列核心技术,为各类风资源业务提供灵活的解决方案。
流体仿真——高效精准
采用计算流体力学(CFD)技术对风场所在区域的大气流动进行建模仿真,已成为风资源评估的利器。传统CFD计算涉及地形地貌建模、网格划分、计算设置、收敛判断等步骤,专业性强,学习成本高。同时,传统CFD模型不完全适用于复杂山地的大气流动。运达股份自2016年起就开始自研适配大气流动的CFD模型,不断提升CFD计算的精度及自动化程度,结合公司在全球超过10000座测风塔数据以及500余座风场、超过15000台机组的实际运行数据,最终形成了一套高效、精准的CFD自动化流程,并集成于“运风”平台。
平台内置全球30米分辨率地形数据及不同分辨率粗糙度数据,并具备地形数据异常识别、处理功能,最大程度降低建模误差。平台还具备3D可视化模块,将计算结果实景呈现于项目地形之上,实现“所见即所得”,方便进行分析。
风速分布图谱
尾流评估——行业领先
尾流效应评估是行业共同关注的重点方向之一,我国地形条件复杂多样的特点又对尾流评估提出了更高的要求。为此,“运风”针对不同场景提供灵活的尾流评估策略。对于机位间距及点位数量适中的常规项目,“运风”开发了包括改进Park、Frandsen模型在内的众多高效工程尾流模型,方便项目方案迭代及制定。对于大基地、海上风场等项目,其点位多,排布较为规律,采用工程尾流模型会严重低估尾流损失,有鉴于此,“运风”开发了大规模风场尾流评估模型,实现了分钟级别的尾流损失精确评估,并在实际项目上得到了验证。针对更复杂的场景,“运风”开发了基于致动盘的精细化尾流评估技术,在流体仿真中就考虑风轮对来流空气的阻滞作用,最大程度还原机组下游的风流动,精细化评估尾流影响。
点位风速廓线
发电量及适应性评估——科学客观
发电量及适应性评估,是项目投资、建设、运营的核心决策支撑。科学、客观评估项目发电量以及机组适应性,对项目至关重要。针对我国部分地区低风速、高切变的特点,“运风”开发了基于风轮面等效风速的发电量评估技术,大大降低了实际风切变引起的发电量评估误差。为对接国际项目,并客观评估项目发电量,“运风”开发了基于概率的发电量评估技术,采用基于概率的方法进行项目年上网发电量的计算,对各折减、不确定项精细化取值,从而避免综合折减“一刀切”所带来的弊端。针对无塔、少塔或测风数据不足的项目,“运风”提供了包括自研高精度MCP测风数据插补、中尺度WRF模式模拟等在内的多种解决方案,为项目发电量评估保驾护航。
适应性评估方面,“运风”开发了包括IEC 61400-1 Ed2(1999) / Ed3.1(2010) / Ed4(2019)在内的适应性评估技术,并针对高风速段测风数据过少的问题,采用智能拟合方法进行湍流强度外推,解决了部分商业软件中湍流强度评估异常导致机组选型困难的难题。
高边坡风险分析及定制化风资源评估
——独具特色
随着风电行业发展,风场开发重心逐渐转向中低风速山地,导致高边坡现象愈发普遍,存在影响机组发电量和安全性的风险。针对高边坡问题,“运风”特别设立了高边坡风险分析模块,集成了高边坡地形自动“开挖”并建模、机组与边坡的安全距离计算以及精细化流动仿真等众多功能。用户可以根据安全距离初步筛查边坡风险,并对比不同轮毂高度的排布方案,辅助把控边坡风险,进行方案决策。
利用“运风”的各项关键技术,用户可以针对特定场景,灵活进行定制化的风资源评估。比如针对港口、工业厂区等场景下的分散式项目,可将集装箱、厂房等障碍物视作高边坡地形,评估障碍物对机组发电量及安全性的影响;针对由于各类限制性因素导致的机组排布紧密的项目,可采用基于致动盘的尾流评估技术,精细化仿真机组间相互影响,为后续实施变桨、偏航控制等措施提供参考。
“运风”还集成了快速发电量计算、矩阵制作、极端风速求解等众多功能,辅助用户在风资源评估的关键环节进行计算及数据处理。
环境效应评估
——助力环境友好型风场设计
风能作为清洁能源之一,其占地面积少、对周边环境影响小是其广受青睐的重要原因,然而机组运行中产生的噪音、光影等弊端也逐渐受到关注,成为制约行业发展的因素。针对这些问题,“运风”集成了噪音及光影效应评估功能,评估机组噪声在空间的传播以及各时刻机组光影的影响范围。此外,“运风”独具基于发电量最优的降噪方案主动寻优能力,将传统业务流程中繁琐的降噪方案人工迭代过程自动化,将业务耗时从1至2天缩短至小时级别,在保证项目产能最大化的同时,满足噪声标准。
噪音评估及降噪方案自动优化
作为运达股份践行为行业提供优质解决方案的又一力作,“运风”已助力公司完成1000余个项目的风资源评估,并将于近期正式发布。平台集成众多业务模块和功能,为风资源业务提供可靠、高效、便捷的全生命周期解决方案,助力用户从容应对行业难题。未来,运达股份将继续以数字化、精细化、绿色化为目标,在风资源领域持续投入研发力量,不断探索、研究前沿技术,为“双碳”目标贡献运达力量!
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