如何轻松“玩转”分散式风电?且看金风科技“五步走”方法论

你是风啊 2023-07-11
2389 字丨阅读本文需 6 分钟

分散式风电不仅是实现我国能源革命的重要路径,也是实现我国乡村振兴战略的重要工具。目前,分散式风电发展已进入从补充性能源向替代性能源转变的战略机遇期,未来前景广阔。

同时,因建设用地限制多、建设成本高、经济性较差等诸多问题,也困扰着分散式风电的开发规模和速度,导致我国目前分散式风电在累计总装机中的占比尚不足4%。在机遇和挑战面前,如何通过技术创新推动分散式风电稳步向前发展?

、分散式接入风电项目概述

分散式接入风电项目是指位于用电负荷中心附近,不以大规模远距离输送电力为目的,所产生的电力就近接入电网,并在当地消纳的风电项目。其最突出的特征就是本地平衡就近消纳,输电距离一般不超过十几公里。

2019年国内分散式风电新增装机300MW,采用的风机平均单机容量2.2MW;2021年上半年,华润集团开展吊装招标的分散式风电项目约459MW,采用的风机平均单机容量约3.4MW,意味从2019年到2021年,国内分散式风电采用的风机单机容量出现了明显的提升。

分散式风电发展得到国家政策的支持。2022年1月30日,国家发展改革委、国家能源局印发《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》,鼓励利用农村地区适宜分散开发风电、光伏发电的土地,探索统一规划、分散布局、农企合作、利益共享的可再生能源项目投资经营模式。

2022年3月22日,国家发展改革委和国家能源局联合发布了《“十四五”现代能源体系规划》,其中指出大力发展非化石能源加快发展风电、太阳能发电。全面推进风电和太阳能发电大规模开发和高质量发展,优先就地就近开发利用,加快负荷中心及周边地区分散式风电和分布式光伏建设,推广应用低风速风电技术。

2022年5月,国家发展改革委、国家能源局印发了《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,其中提到促进新能源开发利用与乡村振兴融合发展。鼓励地方政府加大力度支持农民利用自有建筑屋顶建设户用光伏,积极推进乡村分散式风电开发。推动新能源在工业和建筑领域应用。推动风电项目由核准制调整为备案制。

2022年6月1日,国家发展改革委、国家能源局和财政部等九部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》,规划明确要求,坚持集中式与分布式并举,在东中南部地区积极推进风电和光伏发电分布式开发。

分散式风电是可再生能源发展的新兴业态,是分布式发电的有机组成,是市场化交易的有效载体。分散式风电不占用核准指标,不参加竞价上网,鼓励民间投资,发展潜力巨大。在风电产业发展的“十字路口”,分散式风电被认为是下一片蓝海。

二、规模化发展面临诸多挑战

在业内人士看来,近几年分散式风电发展速度虽然明显加快,但要形成规模化仍需时日。无论是与集中式风电比,还是与分布式光伏项目比,分散式风电项目都存在诸多短板。

首先,手续繁琐直接限制着分散式风电发展。分散式风电项目从2018年国家出台鼓励政策到现在,未形成真正意义上的一站式服务,安装两三台风机的审批手续和集中式风电开发审批程序基本相同。

其次,从成本来看,项目单位千瓦技术成本及非技术成本较高。目前分散式风电难有规模化效益,塔筒、基础建设、吊装施工等诸多环节难以摊销。此外,风机在不同区域、不同点位、不同环境的性能要求不同,但分散式风电产品解决方案与开发资源耦合性不足。

再次,从融资、交易角度来看,分散式风电小且散,直接造成项目融资渠道不畅。不少分散式风电项目与目前收购方市场主流诉求匹配度低,直接造成项目流动性差,资本退出渠道受限,电站资产的金融属性被极大削弱。

分散式风电分布较分散,在部分项目无、少测风塔的情况下,如何快速准确进行资源评估?风电产品迭代更新加快,且不同项目对于发电量、造价、度电成本需求不同,如何进行机型方案的精准匹配?分散式项目规划周期短、单体容量小,如何快速提供精细化设计方案,实现智能开发、智慧运维,降低综合成本?

面对分散式风电项目开发的现实需求和一系列难题,金风科技风资源技术部总监王海斌分享了分散式风电开发的“五步走”方法论。金风科技在分散式风电领域的众多成功实践,离不开以风资源创新技术为支撑的分散式风电开发解决方案。

三、金风科技开发“五步走”方法论

1、规划

首先,通过收益率反推模式,确定单体、县级打捆、产业园区不同分散式风电项目开发的最低风速条件,然后进行选址和资源判断。金风科技通过中尺度宏观选址平台Freemeso可以透视全国任意点的宏观尺度风速,同时依托1亿千瓦装机运行数据和超过12000座测风塔数据,能够保证前期选址准确性。

2、测风

通常,由于测风塔位置、山地复杂地形等原因,测风塔代表性不足,会导致项目被低估或高估,影响整个风电项目收益。金风科技针对分散式风电项目提出精细化组合测风方案,前期通过虚拟测风塔技术快速实现资源宏观确认,然后通过激光雷达、桁架式测风塔进行风险识别和长期测风,实现精准高效测风。

3、设计

在设计阶段,分散式风电除了需要考虑背风、回流、尾流等的影响,还需要选择环境友好型位置,控制噪声和光影的影响。金风科技自主开发了“风匠”集成化风资源评估平台,通过地物识别技术识别目标区域居民分布位置,准确率超过95%,同时通过前期精准计算将噪声和光影控制在合理范围之内,CFD建模、流场仿真更加准确,专属的超算节点和定制化工具模块使工程师的工作效率提升超过30%。

4、定制

通过测风数据,对湍流强度、风切变研究、疲劳载荷、环境适应性评估,实现“风-载-机”联动,消除风载认知偏差。结合分散式项目特定场址的风特性,“因风制宜”定制机组控制策略,同时对塔架基础等进行风机产品的定制化,减少分散式项目的投资成本。

5、运行

在项目建成之后,通过微选复核验证、风机性能分析、机组适应性分析、地形评级、机舱气象数据分析等维度对运行情况进行全面的后评估,发掘风电场潜在发电量,为后续通过技改或管理方式提高风电场发电量提供科学的指导建议。

在风资源创新技术等先进解决方案的支撑下,“五步走”策略成为了金风科技高效开展分散式风电开发的制胜法宝。未来,金风科技将主动拥抱行业发展趋势,持续推进分散式风电技术开发,坚持科技先导、创新先行,以扎实、先进的行业经验,为分散式风电高质量发展赋能。

最后

随着国家一系列利好政策的逐步落地实施,分散式风电的应用场景和成长空间将进一步打开。顺势而为,因地制宜,灵活化、多途径推动分散式风电建设,为乡村振兴发展、“零碳中国”建设注入新动能。

文章来源: 金风科技微平台,锐观产业研究院,中国能源报

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