中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：從項(xiàng)目初期的風(fēng)資源勘察，到需要全年風(fēng)資源序列的項(xiàng)目評(píng)估、核準(zhǔn)，再到運(yùn)營期的風(fēng)功率預(yù)測(cè)，有沒有一種或多種技術(shù)能夠提供更精準(zhǔn)、更全面的系統(tǒng)性數(shù)據(jù)，讓風(fēng)電建設(shè)者更省心省力、讓風(fēng)電開發(fā)更高效合理、讓風(fēng)電功率提前預(yù)測(cè)掌控？
這一問題，事關(guān)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的科學(xué)高效健康發(fā)展，亦是數(shù)十萬風(fēng)電人共同的心聲。
龍?jiān)措娏λ鶎僦心茈娏萍奸_發(fā)有限公司工作人員歷經(jīng)數(shù)年自主創(chuàng)新、科技攻關(guān)，找到了一條正確的路徑——自2009年開始，中能電力科技開發(fā)公司組織大批專業(yè)技術(shù)骨干著手開展風(fēng)資源數(shù)值模擬技術(shù)研究，并基于此成功研發(fā)了“風(fēng)能資源勘察系統(tǒng)”、“基于集合預(yù)報(bào)技術(shù)的風(fēng)資源預(yù)測(cè)模擬系統(tǒng)”、“虛擬測(cè)風(fēng)塔”技術(shù)、“虛擬氣象站”技術(shù)，打造了涵蓋風(fēng)電開發(fā)各環(huán)節(jié)的“大數(shù)據(jù)”，并以此完美解決了上述難題。
艱辛漫長的拓荒之旅
數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電開發(fā)領(lǐng)域可以追溯到上世紀(jì)八九十年代。2005年，中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評(píng)估中心引進(jìn)了加拿大氣象局WEST風(fēng)能資源數(shù)值模擬系統(tǒng)，本地化改進(jìn)后建立了中國氣象局風(fēng)能資源數(shù)值模式系統(tǒng)。此后，國內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)也陸續(xù)開始了風(fēng)能資源數(shù)值模擬的研究。
國內(nèi)的風(fēng)電技術(shù)研究尤其是風(fēng)資源數(shù)值模擬研究起步晚，嚴(yán)重滯后于國外主要風(fēng)電強(qiáng)國，自身基礎(chǔ)的單薄以及國外關(guān)鍵技術(shù)的封鎖，造成國內(nèi)風(fēng)電開發(fā)許多領(lǐng)域的空白，制約著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。國電集團(tuán)以及旗下的龍?jiān)醇瘓F(tuán)作為國內(nèi)最大、最早的風(fēng)電開發(fā)商，首當(dāng)其沖。面臨這樣的困境，作為集團(tuán)公司重要科技支撐力量的中能電力科技開發(fā)公司，責(zé)無旁貸。必須為集團(tuán)的風(fēng)電開發(fā)提供一整套全面、高效、精準(zhǔn)的風(fēng)資源勘察及預(yù)測(cè)系統(tǒng)，這是所有中能科技人共同的信念。
為此，自2009年開始，該公司組織了大批專業(yè)技術(shù)人員著手風(fēng)資源數(shù)值模擬技術(shù)的研究，開始了一段艱辛、漫長的拓荒之旅。
“要敢于拼搏、勇于創(chuàng)新、不達(dá)目的誓不罷休?！痹谶@樣的信念鼓舞和支持下，2009年初，中能科技引入了當(dāng)時(shí)國內(nèi)外公認(rèn)的最先進(jìn)的中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)WRF，并果斷決定搭建價(jià)格昂貴的高性能計(jì)算集群平臺(tái)，專門用于風(fēng)資源數(shù)值模擬技術(shù)的研究，一往無前的氣魄展露無遺。
困難與挫折并沒有因?yàn)橥鼗恼邆冇職饪杉味箝_方便之門，繁瑣而玄奧的程序、晦澀難編譯的代碼像一座座大山橫亙?cè)诩夹g(shù)人員面前，面對(duì)缺乏技術(shù)指導(dǎo)、沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒的窘境，拓荒者們沒有退縮。查閱文獻(xiàn)、鉆研資料、四處請(qǐng)教，他們一步一步穩(wěn)扎穩(wěn)打，數(shù)年時(shí)間內(nèi)連續(xù)攻克了多模型的嵌套、物理方案的參數(shù)化、近地面層的加密、海洋資料的耦合、三維變分等等一系列的難題，拓荒者們的心血和汗水沒有白費(fèi)，中能公司終于成功地開發(fā)了指導(dǎo)風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址的風(fēng)資源圖譜技術(shù)和用于風(fēng)電場(chǎng)短期發(fā)電量預(yù)報(bào)的風(fēng)功率預(yù)測(cè)技術(shù)。
創(chuàng)新成果在實(shí)踐中完美應(yīng)用
中能科技的拓荒者們并沒有因?yàn)檫~出了這從無到有的一步而沾沾自喜，相反他們想的更多的是怎么提高現(xiàn)有技術(shù)的精度和水平、怎么才能更充分地發(fā)揮模擬技術(shù)的潛力解決更多的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)難題。
測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)數(shù)據(jù)少、長期有效歷史數(shù)據(jù)缺乏、冰凍等特殊氣候的影響等等現(xiàn)實(shí)問題仍然嚴(yán)重制約著集團(tuán)公司風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展。
思考、試驗(yàn)、討論，再思考、再試驗(yàn)、再討論……功夫不負(fù)有心人，隨著對(duì)模擬技術(shù)更深刻的理解和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，中能科技在風(fēng)資源數(shù)值模擬領(lǐng)域邁出了更大、更堅(jiān)實(shí)的一步。
自2011年起的數(shù)年時(shí)間內(nèi)，中能科技在自主創(chuàng)新的道路上取得了累累碩果——該公司自主開發(fā)的基于風(fēng)資源圖譜技術(shù)的“風(fēng)能資源勘察系統(tǒng)”，可以有效進(jìn)行全國各省市風(fēng)電開發(fā)的市場(chǎng)評(píng)估和投資機(jī)會(huì)分析，有力保障了集團(tuán)公司優(yōu)質(zhì)戰(zhàn)略資源的儲(chǔ)備；自主研發(fā)的“基于集合預(yù)報(bào)技術(shù)的風(fēng)資源預(yù)測(cè)模擬系統(tǒng)”，提高了風(fēng)電場(chǎng)短期發(fā)電量預(yù)測(cè)的精度，顯著降低了電網(wǎng)考核費(fèi)用；自主開發(fā)的“虛擬測(cè)風(fēng)塔”技術(shù)，提供全年風(fēng)資源序列，可以縮短項(xiàng)目評(píng)估周期、加快項(xiàng)目核準(zhǔn)節(jié)奏；自主開發(fā)的“虛擬氣象站”技術(shù)，提供氣候的風(fēng)、溫、壓、濕數(shù)據(jù)，解決代表年、冰凍等技術(shù)難題，可以提高風(fēng)電項(xiàng)目評(píng)估水平和開發(fā)質(zhì)量、降低決策風(fēng)險(xiǎn)。
科研成果只有走出實(shí)驗(yàn)室，在風(fēng)電開發(fā)的大戰(zhàn)場(chǎng)上實(shí)際應(yīng)用，才能檢驗(yàn)成效。
龍?jiān)搓兾鞅辈磕筹L(fēng)電項(xiàng)目，2011年底開始建塔測(cè)風(fēng)，2012年初龍?jiān)搓兾鞴酒扔陧?xiàng)目競(jìng)爭壓力，亟需爭時(shí)間、搶進(jìn)度。有沒有很好的辦法？龍?jiān)搓兾鞴具x擇了中能科技的“虛擬測(cè)風(fēng)塔”技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，中能科技通過該項(xiàng)技術(shù)，快速、準(zhǔn)確估算出了測(cè)風(fēng)塔所在位置相同高度的年平均風(fēng)速和風(fēng)向分布，大大縮短了項(xiàng)目初評(píng)所需要的時(shí)間，使業(yè)主方掌握了項(xiàng)目開發(fā)的主動(dòng)權(quán)，最終順利在陜西獲得核準(zhǔn)。
不僅能提高效率，“虛擬測(cè)風(fēng)塔”技術(shù)還能夠有效規(guī)避前期費(fèi)用的浪費(fèi)。以龍?jiān)醇瘓F(tuán)為例，建設(shè)一座80米高度的前期測(cè)風(fēng)塔，涵蓋塔體和設(shè)備大概共需要22萬左右，在過去不確切了解待開發(fā)地區(qū)的風(fēng)況時(shí)，只能建設(shè)測(cè)風(fēng)塔，不可避免地出現(xiàn)在沒有開發(fā)價(jià)值的地方建塔的情況，導(dǎo)致了前期費(fèi)用的浪費(fèi)?！疤摂M測(cè)風(fēng)塔”技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，可以在無實(shí)塔的情況下，準(zhǔn)確判斷某地區(qū)的風(fēng)資源開發(fā)潛力，從而為集團(tuán)公司風(fēng)電開發(fā)節(jié)省大量前期費(fèi)用。
“虛擬測(cè)風(fēng)塔”如是，“虛擬氣象站”技術(shù)亦如是。云南省曲靖市某風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量各年差異顯著，2012年竟然比2011年的發(fā)電量高了接近40%，中能科技在對(duì)該風(fēng)電場(chǎng)的后評(píng)價(jià)工作中依靠“虛擬氣象站”技術(shù)，準(zhǔn)確估算了風(fēng)電場(chǎng)近20年風(fēng)速和發(fā)電量，發(fā)現(xiàn)2012年是該地區(qū)近30年來風(fēng)速最大年，對(duì)發(fā)電量問題作出了準(zhǔn)確解釋，為風(fēng)電場(chǎng)今后年發(fā)電量指標(biāo)的制定提供了參考依據(jù)，也為同類型風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)提供了有效參考。
值得一提的是，中能科技的風(fēng)資源數(shù)值模擬技術(shù)成果在國電集團(tuán)科技項(xiàng)目《海上風(fēng)電場(chǎng)勘測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)研發(fā)及業(yè)務(wù)應(yīng)用》中也得到了檢驗(yàn)和認(rèn)可。
2013年9月，中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)組織的行業(yè)驗(yàn)收專家組，在對(duì)這一課題驗(yàn)收時(shí)，由中國科學(xué)院海洋環(huán)流、氣候環(huán)境領(lǐng)域領(lǐng)軍人物擔(dān)任組長的胡敦欣院士，對(duì)中能科技的風(fēng)資源數(shù)值模擬技術(shù)給予了高度評(píng)價(jià)，一致鑒定認(rèn)為課題成果“推動(dòng)了海上風(fēng)電開發(fā)進(jìn)展，對(duì)我國新能源開發(fā)及電力科技進(jìn)步具有積極的促進(jìn)作用，研究成果整體達(dá)到了國際先進(jìn)水平”。
走自主創(chuàng)新道路，為集團(tuán)風(fēng)電開發(fā)提供強(qiáng)大而有力的技術(shù)支持，是中能科技人的不懈追求?，F(xiàn)在，中能科技的風(fēng)資源數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)走在了國內(nèi)各大發(fā)電集團(tuán)的前頭，雖然僅僅是一小步。“百尺竿頭更進(jìn)一步”。中能科技將緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，緊緊圍繞集團(tuán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，繼續(xù)發(fā)揚(yáng)迎難而上、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)木?，為集團(tuán)公司風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展保駕護(hù)航，為我國風(fēng)電事業(yè)的科學(xué)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。（叢明）
