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
“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。
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。
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。
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。