2023年10月16日-20日，2023北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風(fēng)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(fēng)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(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國際風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風(fēng)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，中船海裝袁令在“風(fēng)資源技術(shù)論壇上”發(fā)表了題目為《大基地風(fēng)電場跨尺度風(fēng)資源評估技術(shù)研究及應(yīng)用》的主旨發(fā)言。

以下為演講全文：

各位同仁，大家上午好！我是來自中船海裝的袁令，和大家匯報一下《大基地風(fēng)電場跨尺度風(fēng)資源評估技術(shù)研究及應(yīng)用》。剛剛胡老師講的報告非常精彩，我作為一個新人學(xué)習(xí)到很多，我們今天做的工作也是和大家匯報交流。

匯報四個方面：背景及意義、跨尺度風(fēng)資源評估技術(shù)、推廣應(yīng)用、結(jié)論及展望。

背景及意義，從2020年開始國家在雙碳目標背景下大力來推動大基地風(fēng)光建設(shè)。以建設(shè)多能互補的清潔能源基地，主要是以沙漠、荒灘地區(qū)風(fēng)電和光伏建設(shè)，現(xiàn)在庫布齊地區(qū)已經(jīng)開始建設(shè)，也有指導(dǎo)文件出臺。

建設(shè)大基地時要形成立體綠色生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)，外防內(nèi)治融合發(fā)展，不僅要保障沙漠地區(qū)能源安全的可靠性，還要針對效益推動產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展做一些工作。

建好大基地要了解大基地，風(fēng)光大基地主要是在風(fēng)資源和土地資源、光照資源比較豐富，而且在這個地方地廣人稀，地勢也比較平坦，適合大基地和光伏的開發(fā)。

評估存在的問題與難點，主要有三大方面：一是范圍大，測風(fēng)數(shù)據(jù)比較少，不僅是業(yè)主的測風(fēng)塔和氣象站數(shù)量少；二是運用大數(shù)據(jù)中尺度的數(shù)據(jù)誤差大，通過數(shù)值模擬和中值數(shù)據(jù)比較，誤差范圍可以在1米每秒以上，在大基地用中尺度數(shù)據(jù)做風(fēng)資源評估有很大的誤差，也是胡老師所說的失敗案例；三是風(fēng)電場大基地建設(shè)的過程當中，風(fēng)場是一個挨著一個的建，但是風(fēng)場之間相互影響有沒有考慮？在以前的大機電當中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些問題。大基地建設(shè)過后，它對當?shù)匦夂颦h(huán)境的影響有沒有考慮？

通過CFD建模所做的風(fēng)資源評估，因為CFD屬于小區(qū)域風(fēng)流模擬，真正大區(qū)域能不能把握住？這也是一個問題。通過大尺度的角度來分析這些問題，現(xiàn)在風(fēng)機的設(shè)計排布是否合理？我們提出技術(shù)解決方案。

主要是技術(shù)方案和內(nèi)容這就是降尺度的過程，主要是把從全球和區(qū)域宏觀再到風(fēng)場級、風(fēng)機級的流程，主要是針對一個區(qū)域到風(fēng)場級別的技術(shù)，最后CFD風(fēng)機之間的相互影響，后面我們在其他場合做一些匯報。

現(xiàn)在主要是針對前面，全球區(qū)域氣候模式出來的結(jié)果就是中尺度數(shù)據(jù)，我們通過中尺度天氣預(yù)報模式和方案，把準確度提高。通過現(xiàn)有測風(fēng)塔的數(shù)據(jù)，哪怕是周圍比較少的測風(fēng)數(shù)據(jù)和氣象站數(shù)據(jù)，可以把它融合到里面去，同化到里面去。

在資源評估尚未準確的情況下，怎么樣考慮風(fēng)場之間的相互影響？這也是設(shè)計開發(fā)時需要考慮的問題，所以針對流程提供完整的技術(shù)方案。

首先是中值的預(yù)報模式，更多是關(guān)注氣象要素的模擬和精度提高，以前更多是降水和有溫度。但是我們模擬降水和溫度的優(yōu)勢，借鑒到風(fēng)資源模擬當中，地形對于地表風(fēng)的影響會特別大，特別是一些復(fù)雜的地形，所以我們在原始模型當中添加地形的作用對模型進行優(yōu)化，提高模擬的精度。我們模擬本身的系統(tǒng)設(shè)計，降到1公里到3公里的精度即可。

針對1公里和小時級的模擬數(shù)據(jù)，怎么樣把它做到風(fēng)場設(shè)計當中需要獲取的數(shù)據(jù)集？通過模擬的結(jié)果，再加上深度學(xué)習(xí)的技術(shù)方案，把它數(shù)據(jù)集彌補到高時空分辨率的數(shù)據(jù)集，可以達到小時級。

模擬時更多是模擬一個完整年和一個季節(jié)的數(shù)據(jù)，但是我們要考慮到長時間驗證，需要不同年份的數(shù)據(jù)集，可以通過深度學(xué)習(xí)拓展到幾十年的數(shù)據(jù)集，只是要模擬一個時間段可以通過方案拓展。

通過一種驗證方案，把現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集和觀測數(shù)據(jù)同步到上面，進而提高整個數(shù)據(jù)的模擬精度。

在WRF當中要添加模塊進去，考慮到現(xiàn)有原始模式當中，風(fēng)機只是表面，后期加入到風(fēng)機的特性和風(fēng)能風(fēng)速的影響，我們把這種影響給添加到風(fēng)電模塊當中優(yōu)化方案，進而提高它帶來的影響。

推廣方面，主要是為了打造技術(shù)的普世性選擇四個區(qū)域，一是是新疆區(qū)域，在規(guī)劃和建設(shè)當中有參考的目標，二是在蒙東區(qū)域有實際運行的區(qū)域，可以拿它前期的投標運行建設(shè)方案進行驗證，三是甘肅酒泉考慮到風(fēng)場和尾流之間的相互影響，這是非常好的研究區(qū)域。四是庫布齊和騰格里區(qū)域，有新的項目進行開發(fā)應(yīng)用，主要是做推廣應(yīng)用。

針對新疆區(qū)域的項目，可以把空間模擬到200米的區(qū)域，可以看到誤差通過周圍測風(fēng)塔獨立的驗證，把它誤差降到5%以內(nèi)，當然有一些誤差也有高于5%的，也是可以理解的。

可以看到模擬結(jié)果也有很大的誤差，但還是以模擬和觀測實際為準。在實際應(yīng)用的過程當中，后面也會有實際的運行數(shù)據(jù)和更多的測風(fēng)塔做參考來不斷的驗證。

蒙東區(qū)域可以針對技術(shù)做出結(jié)果，誤差可以控制在3%-5%以內(nèi)，如果有更多的數(shù)據(jù)能做更多的驗證，當然模擬和真實數(shù)據(jù)也存在很大的誤差，不管是從蒙東或者新疆區(qū)域都有很大的誤差，我們在做風(fēng)資源評估時，盡量用數(shù)字模擬和測風(fēng)塔做評估。因為數(shù)字模擬可以看到整個空間區(qū)域上，到底是有怎么樣的變化？可以實際的觀察到，而且空間的分辨率是200米，可以為評判做科學(xué)的理論支撐。

騰格里大基地都在建設(shè)規(guī)劃當中的區(qū)域，左邊是兩個區(qū)域單獨拿來做分析，相當于是投標前的規(guī)劃應(yīng)用。通過模擬可以把風(fēng)資源的誤差降到3%，哪怕是月份上也可以做到這樣的結(jié)果，而且在一致性值上可以看到是很好的結(jié)果，所有風(fēng)資源的精度都是以100米高度作為參考進行表征。

庫布齊也做了相同的工作，在區(qū)域內(nèi)的空間分布可以看的非常清楚，而且100米的高度大概是7.2米，通過小數(shù)測風(fēng)塔的驗證，也在低于5%以內(nèi)，所以針對這項技術(shù)并沒有說要做到非常好，但就是為了控制投標和運營風(fēng)險，進而把誤差控制在5%以內(nèi)。

甘肅酒泉區(qū)域更多是研究風(fēng)場，大尺度尾流相互影響的結(jié)果。首先要用技術(shù)來研究區(qū)域，我們要用數(shù)字模擬區(qū)域的風(fēng)資源到底是怎么樣的，因為這個區(qū)域是2010年左右開始規(guī)劃大基地，模擬的時候中間用測風(fēng)塔做了驗證，不管是從風(fēng)速、風(fēng)向都有很好的結(jié)果，還有風(fēng)切都是有可控的結(jié)果。

原來要研究安北大基地的尾流影響，首先來看甘肅酒泉大基地的建設(shè)情況，酒泉基地是千瓦級的，主要是分為兩期建設(shè)，現(xiàn)在已經(jīng)建設(shè)完成投入運行當中。

我們要研究這個地方，首先要看風(fēng)到底是怎么形成的，這個地方非常的典型剛好處在峽谷中，而且基本上處于東西方向，因為新疆主要是西風(fēng)，剛好有一個口吹東風(fēng)，所以這個地方的風(fēng)向非常特別，夏天吹西風(fēng)，冬天吹東風(fēng)，這個地方剛好是東西方向的風(fēng)向。

只要中間有風(fēng)電場運行的時候，受到東西方向的影響，所以在研究排布大基地要考慮到周圍的影響，所以針對這個區(qū)域做簡單的研究。

我們模擬風(fēng)電場大基地的情況，當時用軟件和方案耦合，左邊是對大氣溫度場的影響（PPT），有風(fēng)電場建設(shè)和沒有風(fēng)電場建設(shè)，溫度場有0.3-0.7度的影響。比如說白天上層空氣比較冷，下層比較熱，風(fēng)機會造成上下流的影響，這樣引起地表的降溫。因為這種會影響發(fā)電量和運行，晚上就是相反的結(jié)果。

右邊可以看到風(fēng)電場有風(fēng)機和沒有風(fēng)機的變化情況，大概是0.8-0.5米的差異，所以建風(fēng)電場可以看到風(fēng)流周邊對它的影響。

統(tǒng)一做的結(jié)果，可以看到一期2021年建設(shè)完，對二期建設(shè)沒有任何的影響，但是二期建設(shè)好之后整個大區(qū)域有風(fēng)速的損失，大概是1米每秒左右。所以我們在規(guī)劃大基地時，一定要考慮大氣對環(huán)境的影響。

結(jié)論及展望，剛剛提到技術(shù)把誤差控制在5%以內(nèi)，風(fēng)電場大基地的影響提供參考的方案。展望是通過模式不斷的進行優(yōu)化，后面在小區(qū)域之間風(fēng)機排布之間也有相互的影響。

在海上通過數(shù)字模式，像衛(wèi)星遙感+大氣和陸海風(fēng)的作用，進行精細化的評估，可以提供誤差的參考范圍。

這就是我們做的工作，請大家批評指正。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）