一文看懂分散式风电开发难点及解决方案

电力18讯：

2018年被称为分散式风电元年，国家和地方政府出台了一系列政策和规划来推动分散式风电的发展。

 

2018-2020年仅河南、河北、山西三省政府部门规划的分散式风电建设规模已超7GW。兴业证券预测，2020年中国分散式风电装机将达到20GW，每年新增分散式风电装机规模增速为100%以上。

 

然而，在能见App联合中国可再生能源学会风能专业委员会、鉴衡认证中心、河南省电力勘测设计院、金风科技和东润环能在河南郑州举办的2018年分散式风电市场开发研修班上，金风科技高级解决方案总监董兆龙表示，目前部分规划核准的分散式项目并没有顺畅的落地。

 

究其原因，主要有以下几个方面：

 

第一，分散式风资源评估困难；第二，分散式风电整体建设成本较高，无法像集中式风电那样可以将投资成本平摊到各个风机；第三，并网要求严格，通常分散式风机所接入的电网支撑强度不高，对风电场并网接入的条件和能力要求高；第四，环境限制较多，如征地、噪声、光影等；第五，运维管理的费用较高。

 

尽管分散式风电开发仍需面对各种困难，但是日渐成熟的风电行业正站在变革的十字路口，风机技术的不断创新和大数据、云计算、AI等先进技术的快速发展为行业描绘了一幅日渐清晰的画卷。数据显示，所有分散式风电开发主体约65%是中小型开发主体，多为没有开发经验的地方业主，如何运用技术创新解决以上几个痛点就显得更为重要了。

 

分散式风电开发流程图

 

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如何精准评估风资源

 

“出身决定命运”，风电场后期效益是否好，关键在于能不能精准的评估风资源状况。对于没有测风塔数据参考的分散式风电，只用中尺度的数据很难将场区的风资源精准评估。

 

金风大数据平台可针对分散式项目自动匹配附近已建成的风电场或者是周边以往的测风数据，若周边无历史数据，采用GoldWrf技术、激光雷达补测技术，可对项目进行风资源的评估。

 

同时，结合无人机三维建模技术、地物识别技术，针对不同场景下的分散式项目，采用高精度仿真技术进行项目发电量评估，保证项目的经济型与安全性。

 

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分散式机组如何选型

 

得到精准的风资源评估后，需要匹配适应分散式风场的机组，针对4.5-8.5m/s的中低风速区域，金风科技从2.x平台到3.x平台都布局了相适应的整机产品，从而满足不同资源禀赋下的风电场设计。

 

机组选型还要考虑配网情况，根据不同的接入及场址条件，金风科技可以进行包含机组选型、塔架高度等多方案的定制化设计与比选，从而给业主推荐最优的选型方案。

 

金风科技还推出了分散式机组的选型地图，能帮助业主更快锁定每一个地区所适应的机组，包括中高风速小湍流、平原低风速高切变等不同区域资源类型，均有因地制宜的机组选型与风电场设计方案。

 

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如何配套选择塔架

 

风切变是影响机组发电量的一个重要的风资源参数，高塔筒往往能给大切变的项目带来更好的收益。如在江苏大丰的金风科技产业园里，风切变约0.15，风电机组搭配了85米高的全钢塔架；而在河南兰考的项目，风切变达到了0.3以上，同样是GW121-2.0MW机型，搭配120米的钢混塔架则能带来最优的收益。

 

目前高塔架技术有两种主流的技术路线，分别是钢混塔架和柔性塔架。这两种技术路线各有特点；钢混塔架，自身钢度大，适合大湍流的项目；柔性塔架，塔架重量轻，经济性较好，对整机的控制策略和硬件加阻技术要求较高，因此，根据适宜的场址风资源特性进行塔架的定制化设计，从而使项目收益最优显得尤为重要。

 

 

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如何解决并网及环境友好性问题

 

从2009年到2018年，从最初的电网适应性，到低电压穿越、电能质量报告、高电压穿越，以及西北电网提出的一次调频技术等，可见电网对风电项目的要求在不断提高。金风科技风电机组依靠全功率变流器以及虚拟发电机技术（VSG），实现了优异的并网友好性，多方位的满足电网各项要求。特别是针对分散式项目，金风科技机组在防孤岛功能上已实现0.4s响应并安全退出，高于行业标准。

 

环境方面，业主最关心噪声问题，项目选址要尽量避开居民区，优先选择噪声环境级别高的地区。叶片气动噪声是风机噪声最主要的来源，在叶片的前部加锯齿尾缘是整机商的普遍做法，还可以通过一定的控制策略调整来满足噪声的水平。金风科技的能巢系统能柔性调节全场机组输出功率，弥补降噪带来的发电量损失，保持整场的发电量处于较好水平。

 

光影问题越来越受到关注，选址时应避开光影敏感区。此外，也可以通过控制策略进行规避。通过能巢系统的扇区管理模块可以规避光影对周边居民的影响。同时可以针对不同的风土人情，进行定制化风机涂装，如在四川彝族聚集区，将当地人的图腾喷涂在风机塔筒上，很好的将风电项目和当地的民族文化融合在一起，打造良好的风电景观。

 

 

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如何降低投资成本

 

分散式项目整体要求与集中式项目基本一致，集中式项目可以将成本平摊到所有风机的开发资金里，但是分散式项目单体容量很小，投资成本如果不能得到控制，会给整个项目收益带来很大影响。在分散式项目的初始投资中，很大一部分来源于运营成本。而通过采用金风科技轻量化集中功率控制系统、虚拟测风塔技术及集中功率预测，相对于传统的功率预测与控制模式，可以降低投入成本50%-80%。

 

关于风电场监控系统，目前分散式监控开发一般有三种模式：模式一，打捆申报的多个分散式项目，推荐新建远程中央监控系统；模式二，分散式项目附近有自己的集中式项目，推荐就近接入自己的监控中心；模式三，项目周边没有自己的集中式项目，金风科技联合多家业主探索“共享监控”模式，提供监控租赁服务。其中，后两种场景可以大幅降低初始投资成本。

 

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如何提升发电场收益

 

分散式风场建成后，如何在现有条件下实现生产运营管理的优化，做到提质增效，尽可能多的降低中后期成本，提高发电量显得尤为迫切。而这些都可以通过以SOAM™为核心的智慧运营系统构建和一站式新服务模式来实现。

 

金风科技以SOAM™为核心的智慧运营系统+智慧运营体系咨询，通过线上和向下相结合的模式，实现区域服务共享、电站“无人值班、少人值守”的免维护运营模式。既能减少电量损失，提升发电量，又能降低人工运维成本，实现主动预防性维护。

 

一站式新服务模式包括一站式运维、全面物资保障与双馈机组一站式服务解决方案，依托金风科技强大的服务能力与资源网络，可以充分共享金风科技线上线下资源，提高效率，创造价值。

 

金风科技在全国力推“共享服务中心”概念，已在全国建成9大服务片区，6个新能源共享服务中心，打造2小时服务圈。形成“点、线、面”服务网络覆盖三级备件库体系，90%常用备件24小时到货。零部件维修中心辐射区域内维修人员24小时到达现场，替换备件72小时运抵现场。通过共享的概念，可以将整个风场的并网、监控、运维的综合成本的降低50%，为业主创造更好的经济价值。