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

　　

　　本屆大會以“碳中和——風電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電設(shè)備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　在19日下午召開的風資源精細化評估論壇上，李正農(nóng)，湖南大學(xué)教授/博導(dǎo)李正農(nóng)發(fā)表了題為《沿海風力發(fā)電機組尾流特性及上風向建筑物對機組發(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“沿海風力發(fā)電機組尾流特性及上風向建筑物對機組發(fā)電量影響的研究”。都是用無人機測的，這是我們的提綱，不詳細講了。

　　

　　首先是研究工作基礎(chǔ)，主要有無人機搭載超聲風速儀，當時我們實測地點就是在北京延慶對40米高測風塔的數(shù)據(jù)進行比較，總體來說準確度該是不錯的。

　　

　　擬合風剖面精度比較高，脈動風特性參數(shù)較為接近于測風塔的實測值，這是具體的實測場地，有一些圖風場風速這些東西。

　　

　　尾流效應(yīng)這些東西，我們國家主要是現(xiàn)在要實行雙碳目標，風力發(fā)電要大幅度增加，所以說我們有很多問題需要解決，首先測風的問題，包括新建的風場和已有的風場。

　　

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

　　

　　這里頭有這個問題，主要是利用數(shù)字模型或者風速實驗，對微觀選址，風能利用效率進行研究。我們還發(fā)現(xiàn)，這是別人說的，說高深建筑對于風場發(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，有測風塔，有激光雷達，已經(jīng)做了PIV風洞試驗，測風塔可能這個時刻比較好，下個時刻風向一變沒法測了，再就是激光雷達，它測量的數(shù)據(jù)是比較全面的，但是也有一些問題，再就是PIV的風洞試驗也有一些問題，它尺度太小了，因為研究空氣動力學(xué)實際上來說這個尺度效應(yīng)影響是非常明確的，可以說是非常大的。

　　

　　主要研究的問題，一個就是沿海風力發(fā)電機組的尾流效應(yīng)。我們具體是采用兩臺六旋翼無人機在溫嶺市某風電場，前面一臺，后面一臺，來流和尾流進行分析研究，得到來流和尾巴風火面，這是實測地點，這個風場一字型排布，不像西北地區(qū)很多風場，一個風場中間很密，它就是一排，有它的好處相互之間干擾比較小，但是我們當時就想找一個機會測處理前面風過來之后，經(jīng)過第一個風機看看尾流怎么樣，再到第二個風機，再到第三個，結(jié)果他始終方風向沒有出現(xiàn)，而且現(xiàn)在新冠肺炎局勢比較撲朔迷離，我們搞個把月就趕緊撤退了，怕滯留在那里。

　　

　　一個是在風力機里70米長時間測風，另外一臺無人機固定在不同的高度給測處理。垂直風剖面的一些實測，這是垂直的。還有水平的風剖面。然后我們看右邊這張圖，是我們測出來，它這個地貌是接近于結(jié)構(gòu)荷載規(guī)定的A類地貌，指數(shù)是0.12。

　　

　　這是尾流風速，這是不同距，0.5D，1D，2D，2.5D測處理的，它對風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，比如說上面那個地方的風速也有降低。

　　

　　這是平面的，是這么一個情況，當然近處和遠處不一樣，總得來說就是這個樣子。

　　

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

　　

　　算出來了來流剖面地面粗糙度0.1516，尾流跑面地面粗糙度值為0.2026，這個影響就很大了。所以說發(fā)電廠就有明顯的影響，因為具體的發(fā)電量這不好說，但是我主要做建筑抗風的，相差一類風場，C類風場和B類風場之間，基礎(chǔ)的檢例大概一類風場相差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)該來說還是比較靠譜的，所以它這個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)利用無人機搭載風速儀的風力機尾流風特性實測方法可行的，通過無人機搭載現(xiàn)場實測，得到了平均風速剖面，當然我們下一步一個是測風手段，和傳統(tǒng)的手段相融合，還有數(shù)字模擬手段融合起來，正進一步推進這個工作，謝謝大家。

　　

　　（根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核）