2021年10月17日-20日，2021北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2021）在北京新國(guó)展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會(huì)以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，歷時(shí)四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“國(guó)際成熟風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“國(guó)際新興風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個(gè)分論壇。能見App全程直播本次大會(huì)。

　　

　　在19日下午召開的風(fēng)資源精細(xì)化評(píng)估論壇上，李正農(nóng)，湖南大學(xué)教授/博導(dǎo)李正農(nóng)發(fā)表了題為《沿海風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尾流特性及上風(fēng)向建筑物對(duì)機(jī)組發(fā)電量影響的研究》的主題演講。

　　

　　李正農(nóng)：我今天主要是講題目“沿海風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尾流特性及上風(fēng)向建筑物對(duì)機(jī)組發(fā)電量影響的研究”。都是用無(wú)人機(jī)測(cè)的，這是我們的提綱，不詳細(xì)講了。

　　

　　首先是研究工作基礎(chǔ)，主要有無(wú)人機(jī)搭載超聲風(fēng)速儀，當(dāng)時(shí)我們實(shí)測(cè)地點(diǎn)就是在北京延慶對(duì)40米高測(cè)風(fēng)塔的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，總體來(lái)說(shuō)準(zhǔn)確度該是不錯(cuò)的。

　　

　　擬合風(fēng)剖面精度比較高，脈動(dòng)風(fēng)特性參數(shù)較為接近于測(cè)風(fēng)塔的實(shí)測(cè)值，這是具體的實(shí)測(cè)場(chǎng)地，有一些圖風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速這些東西。

　　

　　尾流效應(yīng)這些東西，我們國(guó)家主要是現(xiàn)在要實(shí)行雙碳目標(biāo)，風(fēng)力發(fā)電要大幅度增加，所以說(shuō)我們有很多問題需要解決，首先測(cè)風(fēng)的問題，包括新建的風(fēng)場(chǎng)和已有的風(fēng)場(chǎng)。

　　

　　現(xiàn)在有一些實(shí)測(cè)或者計(jì)算的例子，或者尾流模型都是有一點(diǎn)的，但是真正的實(shí)測(cè)情況還是比較少的，所以我們要開展這方面的研究。

　　

　　這里頭有這個(gè)問題，主要是利用數(shù)字模型或者風(fēng)速實(shí)驗(yàn)，對(duì)微觀選址，風(fēng)能利用效率進(jìn)行研究。我們還發(fā)現(xiàn)，這是別人說(shuō)的，說(shuō)高深建筑對(duì)于風(fēng)場(chǎng)發(fā)電效率有影響，所以我們也做了一些這方面的研究。

　　

　　這里主要研究方法很多了，有測(cè)風(fēng)塔，有激光雷達(dá)，已經(jīng)做了PIV風(fēng)洞試驗(yàn)，測(cè)風(fēng)塔可能這個(gè)時(shí)刻比較好，下個(gè)時(shí)刻風(fēng)向一變沒法測(cè)了，再就是激光雷達(dá)，它測(cè)量的數(shù)據(jù)是比較全面的，但是也有一些問題，再就是PIV的風(fēng)洞試驗(yàn)也有一些問題，它尺度太小了，因?yàn)檠芯靠諝鈩?dòng)力學(xué)實(shí)際上來(lái)說(shuō)這個(gè)尺度效應(yīng)影響是非常明確的，可以說(shuō)是非常大的。

　　

　　主要研究的問題，一個(gè)就是沿海風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的尾流效應(yīng)。我們具體是采用兩臺(tái)六旋翼無(wú)人機(jī)在溫嶺市某風(fēng)電場(chǎng)，前面一臺(tái)，后面一臺(tái)，來(lái)流和尾流進(jìn)行分析研究，得到來(lái)流和尾巴風(fēng)火面，這是實(shí)測(cè)地點(diǎn)，這個(gè)風(fēng)場(chǎng)一字型排布，不像西北地區(qū)很多風(fēng)場(chǎng)，一個(gè)風(fēng)場(chǎng)中間很密，它就是一排，有它的好處相互之間干擾比較小，但是我們當(dāng)時(shí)就想找一個(gè)機(jī)會(huì)測(cè)處理前面風(fēng)過來(lái)之后，經(jīng)過第一個(gè)風(fēng)機(jī)看看尾流怎么樣，再到第二個(gè)風(fēng)機(jī)，再到第三個(gè)，結(jié)果他始終方風(fēng)向沒有出現(xiàn)，而且現(xiàn)在新冠肺炎局勢(shì)比較撲朔迷離，我們搞個(gè)把月就趕緊撤退了，怕滯留在那里。

　　

　　一個(gè)是在風(fēng)力機(jī)里70米長(zhǎng)時(shí)間測(cè)風(fēng)，另外一臺(tái)無(wú)人機(jī)固定在不同的高度給測(cè)處理。垂直風(fēng)剖面的一些實(shí)測(cè)，這是垂直的。還有水平的風(fēng)剖面。然后我們看右邊這張圖，是我們測(cè)出來(lái)，它這個(gè)地貌是接近于結(jié)構(gòu)荷載規(guī)定的A類地貌，指數(shù)是0.12。

　　

　　這是尾流風(fēng)速，這是不同距，0.5D，1D，2D，2.5D測(cè)處理的，它對(duì)風(fēng)速的削減還是很明顯的，特別在比較近的2.5D范圍之內(nèi)還是比較明顯的，這里頭還是有另外一些問題，比如說(shuō)上面那個(gè)地方的風(fēng)速也有降低。

　　

　　這是平面的，是這么一個(gè)情況，當(dāng)然近處和遠(yuǎn)處不一樣，總得來(lái)說(shuō)就是這個(gè)樣子。

　　

　　基本上來(lái)說(shuō)可以根據(jù)這些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)回歸和數(shù)據(jù)修正，基本上得出一個(gè)平均風(fēng)速的數(shù)值。水平平面尾流特性，基本上是這個(gè)樣子，然后這尾流特性進(jìn)行分析，我們實(shí)際上測(cè)的比較遠(yuǎn)，測(cè)到了多少米，測(cè)到了800米，這樣的話基本上就是這個(gè)樣子，然后第二個(gè)問題，上風(fēng)向建筑物發(fā)電量的影響，我們正好做風(fēng)電場(chǎng)，當(dāng)時(shí)我們跟風(fēng)電場(chǎng)廠長(zhǎng)討論這個(gè)問題，最近幾年發(fā)電量明顯下降，原因就說(shuō)，那邊主要是北風(fēng)或者東北風(fēng)，也有西北風(fēng)，北面正北方向搞了一個(gè)小區(qū)，看看到底有多大的影響，我們就做了這方面工作，這個(gè)圖就是這個(gè)小區(qū)，我們測(cè)了一下，這個(gè)小區(qū)建筑的上方向它的一個(gè)風(fēng)火面和下方向的風(fēng)火面，當(dāng)然這里頭也有一個(gè)問題，它并不是正好是那個(gè)方向，但是總體也是差不多的。

　　

　　算出來(lái)了來(lái)流剖面地面粗糙度0.1516，尾流跑面地面粗糙度值為0.2026，這個(gè)影響就很大了。所以說(shuō)發(fā)電廠就有明顯的影響，因?yàn)榫唧w的發(fā)電量這不好說(shuō)，但是我主要做建筑抗風(fēng)的，相差一類風(fēng)場(chǎng)，C類風(fēng)場(chǎng)和B類風(fēng)場(chǎng)之間，基礎(chǔ)的檢例大概一類風(fēng)場(chǎng)相差30%，這就很大了，所以它有大概百分之十幾二十的影響，那樣應(yīng)該來(lái)說(shuō)還是比較靠譜的，所以它這個(gè)功率我們估算一下大概損失40%。

　　

　　總結(jié)和展望，我們發(fā)現(xiàn)利用無(wú)人機(jī)搭載風(fēng)速儀的風(fēng)力機(jī)尾流風(fēng)特性實(shí)測(cè)方法可行的，通過無(wú)人機(jī)搭載現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，得到了平均風(fēng)速剖面，當(dāng)然我們下一步一個(gè)是測(cè)風(fēng)手段，和傳統(tǒng)的手段相融合，還有數(shù)字模擬手段融合起來(lái)，正進(jìn)一步推進(jìn)這個(gè)工作，謝謝大家。

　　

　　（根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核）