摘要：在改革开放的新时期，我国的综合国力在不断的发展，当集中式开发不能有效解决电力外送及就地消纳问题时，“弃风限电”成为必然，因此未来风电发展需要有效解决弃风限电问题，需要从技术路线、政策、体制、关键技术等多个方面进行协调和突破。“十二五”期间，国家能源局印发《国家能源局关于分散式接入风电开发的通知》（国能新能[2011]226号），指出要“探索分散式风电开发的新模式”，标志着风电开发从“规模化集中开发”转向“集中规模式开发”与“分散式开发”的“两条腿走路”新模式。《可再生能源发展“十二五”规划》中也明确提出鼓励分散式并网风电开发建设，探索与其他分布式能源相结合的发展方式，实现分散的风能资源就近利用。
关键词：分散式；风电开发
引言
分散式是风电开发的“自然模式”，是实现风电开发与地区经济社会发展、自然环境保护相和谐的重要途径。他表示，我国的分散式风电开发必须与农村、农户的利益以及农业扶贫结合，成为县域经济发展的新引擎，为精准扶贫探索出新路径。
1分散式开发新思路
2018年5月24日，国家能源局发布《2018分散式风电开发攻略年度风电建设管理有关要求的通知》，明确分散式风电项目不参与竞价，继续执行补贴政策。同时分散式风电拥有简化的审批流程、试行核准承诺制。这说明分散式风电项目不仅享受政策补贴，其核准所需要的流程也更便捷、时间效率上有所提高。面对风电行业“弃风限电”“竞价上网”“补贴缺口”等日益尖锐的问题，集中式风电开发迎来种种挑战，分散式风电或将成为行业实现平稳发展的新平衡点。分散式风电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。分散式风电拥有就近接入、就地消纳、投资规模小、建设周期短，收益稳定等特点。与集中式风电不同，分散式风电呈现出的建设流程新思路如图1所示。
图1分散式风电的特点
2分散式风电开发攻略
2.1选址
1）电网接入负荷中心的选择会很大程度上影响项目的选址以及输电线路的成本。金风科技运用GIS技术推出数字化平台，将变电站的位置与金风科技数字化平台中的GIS数据结合，可以准确初步判断分散式项目的可开发位置。从开发角度率先完成“先找网”的挑战，减少因为找不到合适的负荷中心而造成的试错成本。客户可以根据变电站的负荷消纳、容量配比，来确定项目的最大可开发容量。2）快速“找风”完成“找网”后，需要在并网点附近10~20km范围内“找风”。目前，业内往往使用中尺度气象平台提供这一选址服务。然而，负荷中心接入有限，负荷中心附近资源好的区域更加有限，这就对中尺度数据的准确度提出更高要求。决定风能资源分布的天气、气候等因素复杂多变。要较好描绘这一分布，基于数值天气预报（NWP）的风能资源模拟是一种很好的途径。金风科技的风能资源气象团队以广泛应用的数值天气预报模型WRF为核心，以和“天河”“亚马逊”等大型超算中心以及私有云中心的合作为基础，结合金风科技的测风数据库，打造了针对我国陆上风电场的定制化风能资源模拟系统。金风科技利用海量具有代表性的实测数据，运用多种方法，结合对局地影响的考虑，进行局地权重订正，对已有中尺度图谱修正，降低平均风速误差，更加准确地把控风险。针对全国大部分区域不同的气象条件和地形分布特点，对风能资源模拟系统进行优化，让模拟更加“智慧”，更具中国区域特色。3）避开限制因素选址完成后，需要准确识别限制因素，以避免由此导致的项目延期和产生巨额成本。金风科技将GIS技术应用在风电场的宏观选址中：一是通过数字高程数据精确、迅速提取地形、坡度、工程地质等数据；二是通过各种政府专题图数字化提取出电网接入、土地规划、保护区等数据，进行地物准确识别。与传统方式相比，这种方法将工作时间从35天压缩至5天，既改变了以前仅靠经验的“盲人摸象”模式，又克服了以往宏观选址的无目的性、耗时长、精度低、结论不明确等缺点，减少工作时间，提高了选址精度。
2.2风电机组技术对分散式风电的适应性
根据国家能源局对分散式风电项目选址的相关要求，强调就地消纳、就近接入，原则上不再新建变电系统及输电线路。因此可选场址需相对靠近具有负荷及接入点的居民聚集区，除了风能资源总体基数很高的部分省区外，其他大部分省区可选场区风能资源较为匮乏，尤以主要依靠地形成风的南方山地省份最为突出，失去了山地的地形爬升、压缩加速的效应，具有负荷及电网资源的平缓坝区地带风能资源相对较为贫瘠。在2011年文件出台时期，我国风电项目开发尚处在“资源择优开发”的阶段，大多风电项目风能资源丰富，风电机组的主流市场尚以单机容量1.5MW或2.0MW的机组为主，单位千瓦捕风面积通常仅在3.5m2/kW左右，换算成叶轮直径，即1.5MW机组叶轮直径大多在82m左右，2.0MW机组大多在95m以内，轮毂高度多在65～80m之间。由于风电项目开发迅猛，主机市场订单量较大，各大主流风机厂家尚未将精力投放在今天盛行的“低风速风机”领域。单扫面积4.0m2/kW左右的机型在风资源丰富的区域使用是足够的，可若用于满足分散式选址条件的风能资源贫瘠区域，就很难获得满足经济效益评估的能量指标了。因此，尚未进入“低风速时代”的风电机组技术条件与分散式风电项目选址特点的匹配程度是相对较低的。
2.3GOLDWRF虚拟测风塔
针对分散式风电宏观选址风图谱偏差大、项目无测风塔、测风数据质量不高、仿真模型偏差大等业务场景“痛点”，金风科技通过与国内外多家权威气象机构合作，将风电行业中的两大数据——测风塔观测和中尺度数据融合，形成独具风电特色的资料同化系统。同时，结合全国大部分区域的气象条件和地形分布特点，优化风能资源模拟系统。对于具体的分散式项目而言，金风科技在此模拟系统的基础上，利用多种数据源，根据各地区不同条件设置优选的参数方案；在分析过程中，金风科技根据不同的地形条件及项目特点使用不同的后处理方式，在这些排列组合的结果中比选更优方案结果，输出完整年风速数据，提升中尺度风速模拟精度。截至今年7月初，金风科技使用虚拟测风塔技术参与过的分散式项目涉及复杂山地、平原、沿海地区；南至广西山区，北至内蒙古大漠，东至江苏沿海。根据目前已做的仿真情况来看，对于单个分散式风电项目的分析，可控制在2个工作日内提供目标区域的完整年风速数据，大大减少了时间及人工成本。但是虚拟测风塔的准确度到底表现如何？可以分为无测风观测数据和有测风数据但代表性不佳的两种情况来验证。首先是无测风数据的情况：以河南某项目为例，金风科技以模拟风速来代替测风塔实际观测的风速，风速偏差控制在5%以内。A、B、C分别是河南省内三个地点的真实测风塔、传统中尺度以及GOLDWRF虚拟测风塔得到的同期平均风速结果。可以看出，传统中尺度数据在模拟风速时均有不同程度的偏差，而GOLDWRF的虚拟测风塔数据则基本接近真实测风塔结果，较传统中尺度数据的精度可提升4%~10%。
结语
总的来说，分散式风电项目的市场，在国家层面政策条件的基本完善、各项技术条件适应性的不断提高的形势下，正处在一个逐渐成长的时期，它会随着各地方配套政策的具体化、简约化的发展，越来越有市场吸引力。能源的分散（布）式发展、就地消纳，毕竟是长期的主题。
参考文献：
[1]唐西胜，苗福丰，齐智平，贺惠民，吴涛，李善颖.风力发电的调频技术研究综述[J].中国电机工程学报，2014，34（25）：4304-4314.
[2]许绍翰.论风力发电技术的发展及关键问题[J].决策探索（中），2017（12）：87-88.
论文作者:张凌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/24
标签：风电论文; 分散论文; 风能论文; 风速论文; 项目论文; 数据论文; 资源论文; 《基层建设》2019年第3期论文;