2023年10月16日-20日，2023北京國際風能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“全球風電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時代下的風電技術(shù)發(fā)展前景”“國際風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

10月17日上午，十灃科技熊恒在“風資源技術(shù)論壇上”發(fā)表了題目為《基于后驗概率以大代小的評估》的主旨發(fā)言。

以下為演講全文：

謝謝各位同仁中午聆聽我的這么一個報告，接下來由我和大家分享《基于后驗概率以大代小的評估》。

經(jīng)典風資源評估過程，我們做很多的工作都是圍繞這樣一個課題，但時至今天有20年的周期，從2005年算起快接近一茬的時間，國內(nèi)風電事業(yè)應(yīng)該來說發(fā)展的如火如荼，但也有它存在的一些問題。

首先回顧我國風電發(fā)展歷程和展望，第一張圖是統(tǒng)計2005年-2021年中國風電裝機累計量，2021年突破3億千瓦，今年報道數(shù)據(jù)已經(jīng)達到4億千瓦的裝機，預計在2030年未來以每年6000-8000萬的裝機做風電場的建設(shè)，屆時到2030年風電會實現(xiàn)翻番。

國內(nèi)風電事業(yè)快速發(fā)展，風資源評估和風電事業(yè)質(zhì)量是怎么樣的？我們可以做一個參考，看中國和美國風力發(fā)電裝機和數(shù)據(jù)，統(tǒng)計2018年-2021年總的裝機和小時數(shù)，可以看到2021年國內(nèi)是3.2-3.3億千瓦，美國大概是1.36億千瓦，折合年小時數(shù)普遍是1800-2000，美國是2700-2900。

簡單來說，我們要三同等規(guī)模的風電場，才能夠抵美國兩個風場的發(fā)電量。

有人會說裝機量比較大，我們平衡起來比較低，實際上我國風資源最好的內(nèi)蒙，年平均小時數(shù)也就是在2600小時多一點?？梢钥吹?，國家風場對風資源評估小時數(shù)不高，可能是從多方面考慮的，一方面風資源的水平確實不如美國，因為我國地勢北高南低，南方資源都是零星的，美國西部像落基山脈南北走向，中間是一個大通道，平均的風速還是很高的。有報道，北極的渦旋可以吹到德州，它的風是很大的。

再是風資源評估和選址也是有待提高的，包括風場建立調(diào)度和運維水平，我們在很多風場或多或少都有體現(xiàn)。按照雙碳的要求，未來新增的裝機容量非常大，今天談的課題是以大代小風場的風資源評估有兩方面，一方面可以緩解新增裝機的壓力，現(xiàn)在以大代小相同面積的風場裝機量有提升，另外一方面以大代小是對原來的風場進行改造，我們評估質(zhì)量是有提高的。

風資源評估我想到的是一系列模型的串聯(lián)，其實可以做一個比方，在做活動比如說入職有一些培訓活動，小球做很多的傳遞，怎么樣讓它的傳播效率更高？我們也看到大馬路上有很多鏈式的形式，它其實就是很常見的模型，但是這個模型也對應(yīng)著風資源評估的模型。這樣的問題我們看的很普遍，但是它并不簡單，我們要求解一個小球從高處落到低處，緩解之間是關(guān)聯(lián)的。

風資源評估也是這樣的過程，我們想到測風和CFD評估，我們想到折減不確定性的評估體系。它是串式的鏈條，要做好風場的發(fā)電評估，原則上要每一個環(huán)節(jié)抓好，而且每一個環(huán)節(jié)是否抓好還不好說，還是要看結(jié)果導向。

可以看到左邊的圖，它反映出風場座落在地球表面，特點是有編程的效應(yīng)。風場建設(shè)利用風機基于風流吹動葉輪和葉片的作用進行發(fā)電，風機和風機至今有一定相互作用，這個作用也不見得是尾流，現(xiàn)在想起來評估好像是尾流，我們后面發(fā)現(xiàn)有向前傳的組織效應(yīng)。

我們想嘗試CFD評估加模擬的過程，向發(fā)電量轉(zhuǎn)化折減體系做評估，我們更多依賴于廠家、設(shè)計院一起來做，我們會有風流推動風機發(fā)電的過程，我們首先要模擬地形，通過圖給它呈現(xiàn)建模，它來構(gòu)建風場或者控制體提供下表面的網(wǎng)格，通過一定的生成技術(shù)來生成控制體。

同時風場比較有典型的特點是入口，要表征風流的特點，一般是有豐富。比如說基于理論可以給它能夠表征的條件，后面有提到比較熱的概念，基于理論給到入口邊界不是特別的充分，能夠表征入口面的分布，可以基于woff模型把數(shù)據(jù)給入口面精確的分布，它的準確性可能更進一步提高，我們也有理由相信，它在風資源評估層面準確性有更進一步的提高。

地表有一些地貌的組織效應(yīng)有開發(fā)粗糙度模型，發(fā)現(xiàn)森林一般的粗糙度模型不夠，我們又開發(fā)森林灌輸模型。風是360度的，但是我們做工程項目的評估，不可能是360度的建模，我們一般要在風向上做離散，這也構(gòu)成我們有分散區(qū)域的CFD計算，主要是考慮工程計算來做離算，得到一個風場入口的豐富和場內(nèi)風速的關(guān)系，間接建立場內(nèi)的信息和研究對象，比如說風場派不的相互關(guān)系。

基于此，我們開發(fā)出風資源仿真軟件，有六大特點：一是使用自己的開發(fā)平臺QAfess有充分的模型，并且對標行業(yè)的軟件開發(fā)專門的模型，二是有豐富的模型，針對大規(guī)模的風場也有疊加尾流效應(yīng)評估大規(guī)模風場的發(fā)電量。

軟件基于BS云平臺架構(gòu)，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)進行訪問，對于我們提交的風場排化任務(wù)，可以通過任務(wù)管理器進行實施管理和計算任務(wù)的調(diào)度，針對計算結(jié)果可以進行三維格式化的展示和呈現(xiàn)，包括和用戶的呈現(xiàn)，幫助用戶建立風場直觀的感受。

基于六大功能亮點，我們新發(fā)布軟件有這么多的功能模塊，包括三大數(shù)據(jù)庫模塊和網(wǎng)格的生成、中位耦合和大基地的評估定項。

我們構(gòu)建這么多的軟件，它的準確性如何？非?？上г趪鴥?nèi)沒有這樣的數(shù)據(jù)做評估，我們基于國際上豐富的案例做驗證。我們有基于波蘭的（英）做風流模型和尾流的驗證，像波蘭的項目有絕壁的海島，這個是高邊坡的課題，它的研究比較困難，從原理上基于CFD，對地形的仿真有一些困難的。

但是我們開發(fā)幾款模型，針對波蘭項目風加速評估，以及湍流的評估是比較好的，我們在波蘭一個山丘上面評估是比較高的。針對波蘭40萬千瓦的風場，針對尾流的評估準確性還是非常高的。

這里面還有沒有問題？都說中國的風場有自身的特色，其實還是有問題的，在做仿真的評估，把風流模型和尾流模型解耦，這個事情是值得商榷的。風流模型本身評估的是風場沒有建立起來的狀況，一旦把風場建立起來就不存在了，這意味著什么？對于大規(guī)模的風場，不能夠做串行的評估做修正，什么是大規(guī)模風場？怎么樣定義它？國外40萬千瓦的風場也叫大規(guī)模風場，國內(nèi)是動輒幾百萬的風場，能不能用國外通行的軟件評估國內(nèi)的項目？這個是要打問號的。包括風機建的越來越大，怎么樣做這個評估？改進和傳統(tǒng)的解析模型參數(shù)是否合適？

這一套軟件和西北院做了合作開發(fā)，并且有和國電投開展相關(guān)的驗證，包括復雜地形、簡單地形以及國內(nèi)外的項目做驗證評估，在風速評估方面誤差還是在可接受的范圍內(nèi)，普遍是在3%以內(nèi)。

回到風資源評估，國際上評估還是基于不確定性的體系，我以前有幸在國外工作兩年，接觸過這樣的評價體系，這樣是基于科學規(guī)范的，國內(nèi)的風資源評估，動輒以一兩個項目為范例做分享，有的時候說服力都不是很夠。世界是一個本體和項的關(guān)系，也就是說這個世界可能是隨機的。

經(jīng)過這樣一套評估體系下還是開環(huán)的評估，今天說要研究以大代小的項目的評估，怎么樣提高準確性？一個風場要推導重建，以前建立這個項目運行的數(shù)據(jù)，是否能夠為后評估所用？包括場內(nèi)的測風和運行的事件等等，我們可以把風場的發(fā)電量追回來，那么是非可以開展評估？答案是肯定的。

我們先進行開放評估，結(jié)合運行風場的評估提供觀測誤差，把它引入進來針對二次開發(fā)或者以大代小的項目結(jié)合，可以推出基于概率分布的項目進行評估。

這個評估的特點，因為引入后評估的數(shù)據(jù)可以量化不確定度，可以在傳統(tǒng)基于開環(huán)的評估基礎(chǔ)上，可以把風電場評估的不確定度進行下降。下降的同時可以提高評估的準確性，P50并不低于原來的評估，投資收益或者財富效益也不會降低。

基于風資源分布的概率方法，基于開環(huán)風資源評估誤差，它遵循高處分布，規(guī)劃的風場也是遵循高處分布。如果現(xiàn)在說基于之前的風電場，已經(jīng)有運行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，把它為已知的條件下，怎么樣評估風場后續(xù)的規(guī)劃？其實這是一個條件概率的存在，我們認為這樣的統(tǒng)計量，也是遵循這樣的高處分布。

我們可以基于這一套理論計算出高處分布的均值和標準差，以大代小風資源的評估方案，P50是原來不考慮占用風場數(shù)據(jù)評估的值，減去均值。它的方差解決概率分布的方差，我們得到的一套理論公式就是下面的（PPT），基于以大代小的風資源評估是在原來的基礎(chǔ)上，考慮原來項目風資源評估的偏差做反饋，它的標準差是在原來的基礎(chǔ)上，我們也是做一個校準，得到標準差比原來來得小，意味著評估的準確性會得到提高。

我們也有基于以大代小的項目對風場進行評估，這里評估的過程是要計算項目風資源評估，以及規(guī)劃項目的風資源評估方案斜方，可以計算相關(guān)系數(shù)，也可以基于方程組求解年發(fā)電量標準差的值。

小結(jié)和思考，我們考慮在運行項目前期的評估和運行的發(fā)電量偏差，把它整合到風場以大代小項目的評估當中來，一方面是對原來規(guī)劃風場均值P50做反饋調(diào)整，另外一方面不確定度也是做反饋校正。具體的效果是基于PDM開環(huán)評估，不考慮折減它是這樣的分布。如果經(jīng)過折減的體系后，它是達到這樣的狀況，經(jīng)過折減之后的不確定還是高知分布，它增加了折減的過程。

基于以大代小的風資源評估，其實一定程度上是調(diào)整均值，更重要的是調(diào)整標準差。因為評估的過程當中，我們是降低它的標準差，我們得到的評估方案是這樣一條曲線。

這就是我個人的分享，謝謝。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）