低風速風電迎來高速發(fā)展期

與高風速區(qū)域相比，低風速區(qū)域開發(fā)風電存在四方面優(yōu)勢：

一是可開發(fā)面積廣，開發(fā)潛能巨大；

二是接近負荷中心，不存在遠距離送出，降低送出成本；

三是電網(wǎng)條件好，低風速風電既可并網(wǎng)，也可離網(wǎng)就地使用，運行方式靈活方便；

四是低風速風電單位造價會隨著推廣規(guī)模的不斷擴大而降低。

隨著我國低風速風電技術(shù)的發(fā)展進步，中東部和南方資源區(qū)的風電已經(jīng)步入規(guī)模化發(fā)展，預(yù)計“十三五”期間，中南部省份大量平均風速處于5.5~6.5米/秒的低風速或超低風速風電場，將成為建設(shè)重點。加強低風速風電開發(fā)將被納入“十三五”風電發(fā)展規(guī)劃，其相對應(yīng)政策的需求也在增加。

政策層面講，相關(guān)部門正在加緊風電接入電網(wǎng)和市場消納研究，著重提出電網(wǎng)受端省區(qū)的低風速風電開發(fā)和電網(wǎng)消納問題。這預(yù)示著未來將加大這些低風速地區(qū)的風電裝機規(guī)模目標，某些省區(qū)的發(fā)展目標有望從不足10%提高到20%。

但也應(yīng)該看到，從近幾年數(shù)據(jù)來看，低風速地區(qū)風電年利用小時數(shù)較好，但其開發(fā)還存在三個問題。

一是資源分布較分散，不利于大規(guī)模開發(fā)；

二是地質(zhì)條件較復(fù)雜，增加項目建設(shè)不確定性；

三是氣象災(zāi)害多，主要在我國西南部地區(qū)，存在冰凍、覆冰、雷擊、地質(zhì)災(zāi)害等。

這類風區(qū)主要是局地風，如山谷風、峽谷風、爬坡風等，這幾類局地風的共性是變風向。我國低風速地區(qū)還存在進場道路、交通運輸條件復(fù)雜，施工難度較大等缺點。

近年來，中車株洲所、東方風電、明陽風電、遠景能源、上海電氣等整機制造企業(yè)紛紛就低風速和超低風速的大功率機組傳動鏈類型、風電齒輪傳動系統(tǒng)、低風速風電投資生產(chǎn)建設(shè)分析、低風速大容量機組發(fā)展趨勢、低風速復(fù)雜山地風電場解決方案、低風速風機運維、無人機技術(shù)等方面做了大量研究和探討，并針對低風速、高海拔、山地丘陵地區(qū)制定了個性化的系統(tǒng)解決方案。

最大限度提高發(fā)電量

以湖南鳳凰山風電場為例，該風電場總裝機量88兆瓦，分為兩期建設(shè)。其中一期項目安裝25臺中車株洲電力機車研究所有限公司（簡稱“中車株洲所”）WT110-2000型風力發(fā)電機組，于2015年6月7日全部并網(wǎng)發(fā)電。二期項目安裝19臺中車株洲所WT110-2000型風力發(fā)電機組，于2016年2月1日19臺全部并網(wǎng)發(fā)電。

“鳳凰山風電場風功率等級接近2級，年平均風速為5.18米/秒。雖然風資源不占優(yōu)勢，但通過科學的風場設(shè)計、精準的微觀選址、合理的機組選型、精細的后期運維，2016年滿發(fā)小時數(shù)仍達到2080小時，在南方低風速地區(qū)處于上佳水平。”前不久，鳳凰山風電場場長王穩(wěn)在風電場接受《中國電力報》記者采訪時表示，低風速型風電場要充分利用風電場風能資源，提高發(fā)電效益，就必須選擇發(fā)電效率高的大葉輪風力發(fā)電機組。

據(jù)了解，中車株洲所WT110-2000機型葉輪直徑110米，在2012年簽合同時是非常理想和先進的低風速機型。另外，整機供應(yīng)商就在株洲本地，在后續(xù)服務(wù)方面也更加便利。該機型作為最早投入到年平均風速6.5米/秒左右的低風速風區(qū)的機型，在行業(yè)內(nèi)首先開展了圍繞整機動力學建模采用的剛?cè)狁詈系母呔饶Ｐ?，用以校正整機模型，為獲取更為準確的整機動態(tài)響應(yīng)打下基礎(chǔ)。

建立更符合實際的整機動力學模型，包括塔筒柔性體模型、傳動鏈動力學模型、風輪氣動力模型、變漿控制模型、電氣控制模型等，形成氣-固相互耦合的風力發(fā)電機組系統(tǒng)動力學模型，并開展了整機動力學匹配、穩(wěn)定性分析工作。