低风速开发不能仅靠“高塔”“大风轮”

　　低风速风能资源的开发为风电发展打开了一扇前景广阔的大门，可利用的低风速资源面积约占全国风能资源区的68%，且均接近电网负荷的受端地区，是目前我国风电开发的主要方向。但是，低风速开发有机遇更有挑战。经过十多年的商业化发展，一方面，我国的风电技术已相对成熟；另一方面，近年来风力发电领域并没有类似变速变桨技术的根本性创新突破，使得风电利用效率没有得到大的提升。因此，无论从技术、经济，还是环保效益来看，低风速风场开发都面临较大的成本压力。

　　目前，可开发低风速资源的风速门槛已经从年平均风速6m/s下降到了年均风速5m/s左右，但对于低风速风电的特性，至今没有统一的、明确的规范。事实上，我国低风速资源至少包括以下几个特点：第一，以复杂地形为主，风况复杂，包括高湍流、风向变化不规律以及负切变等；第二，地域差异大，有沿海岛屿、山地、丘陵、高原等；第三，环境条件差异大，包括台风、冰冻、噪声、雷暴、超低温、超高温等。

　　低风速项目开发的真正出路在哪里？

　　提高低风速资源的收益，仅依靠“粗暴”的“高塔”和“大风轮”技术，与降成本的初衷相悖。要做到真正有效的资源开发，进一步提升低风速风电场的效益，需要更精细的全生命周期的技术挖掘与优化整合。同时综合考虑环境保护、多期项目开发和工程建设等因素，实现低风速风电场效益最大化。

　　机位定制化设计

　　由于低风速资源的复杂性，常常具体到某一个项目，每台机位的条件也有较大差异，包括机位平均风速、湍流强度、风切变、入流角等，机位的风况、环境条件已超出现有的设计标准。基于该差异化，部分企业已经逐步采用“风电场各机位的定制化设计”以取代现有的“风电场定制化设计”。

　　为实现机位的定制化，必须用多样化的产品配置来实现最优的匹配，需要在机组功率、风轮直径、塔架高度等多个维度上考虑更多的配置选择。由于很多机位点湍流过高、风切变过大等因素，常规的低风速机型已无法满足机组设计的安全要求，因此我们采用了多样化的整机平台以满足低风速风电场的定制化需求。同时，面对诸多的环境不确定性，项目成本也更加难以估计。对于特殊机位，即使增加设计成本，也一定要保证复杂机位的安全性。针对低风速机组的环境差异，需要定制个性化的控制策略，以提升机组的环境适应性。

　　保证每个机位的机组运行稳定性，是定制化设计的最终目的，也是保证低风速风场投资收益的根本。

　　从整机设计到工程建设的持续更新

　　除多平台产品设计外，要实现低风速资源开发效益最大化，还需要开展整机设计到工程建设的持续创新，同时考虑各类新型运输、吊装方案以适应各类环境条件的挑战。在保证机组全生命周期内安全的同时，以最优的方案实现工程成本的最小化。

　　对于低风速复杂风电场，在工程设计过程中，通常需要充分考虑现有的场内外道路和环境保护、林业保护的要求，最大限度地减少工程施工对原有环境的破坏。结合项目特点，根据实际机位的情况进行平台设计，尽可能地降低工程造价。同时，各类新型的模块化设计、模块化运输、小平台吊装、单叶片吊装等创新方案已开始批量应用于各个项目。

　　项目迭代和可持续设计

　　对于低风速风电场项目的开发，风能资源评估、机组选型、微观选址、风场工程设计、施工方案等环节相互联系，相互影响，必须进行综合考虑，进行多次迭代寻优，在确定的场址范围内，实现整体经济效益最优。

　　此外，项目设计还需从更长远的时间维度进行规划，诸多风电场具备二期、三期开发的条件，因此要根据现有的征地范围，对后续项目开发和工程建设提前做好准备工作，以实现多期工程总投资效益的最大化。

　　目前，中国在低风速资源的开发已走在了世界的前沿。积极应对低风速风场带来的挑战，其创新成果的推广应用，不仅可以促使我国风电产业的健康发展，同时也将进一步提升我国风电产业的国际竞争力。

　　（作者系浙江运达风电股份有限公司副总经理兼技术中心主任）