高海拔山地風(fēng)電場選址技術(shù)取得突破

中國能源建設(shè)集團云南電力設(shè)計院有限公司

云南是綠色能源大省，風(fēng)能資源豐富，風(fēng)電年利用小時數(shù)常年排全國第一。同時云南也是高海拔地區(qū)，海拔高、地形復(fù)雜、氣候條件特殊、地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)、交通運輸和施工條件極差。高海拔山地成風(fēng)機理特殊，風(fēng)資源分布規(guī)律不明，風(fēng)的繞流、渦流、分離、回流特性難以預(yù)判，存在重覆冰、凝露、高雷暴、大湍流、切變指數(shù)多樣、微地形對風(fēng)況影響大、入流角超標(biāo)等異于平原地區(qū)的氣候條件和風(fēng)資源特性。然而，當(dāng)前業(yè)界適用于高海拔山地風(fēng)電場建設(shè)的宏觀選址、微觀選址、施工道路、吊裝平臺、風(fēng)機基礎(chǔ)和集電線路等關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)的規(guī)程規(guī)范及應(yīng)用軟件尚不完善甚至缺失。

中國能建云南院是國內(nèi)高海拔山地風(fēng)電場勘測設(shè)計的先行者，多年工程實踐積累了豐富的勘測設(shè)計經(jīng)驗，對高海拔山地新能源項目的關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)有全面的系統(tǒng)研究，形成了科學(xué)適用的系統(tǒng)解決方案，并通過相關(guān)示范工程建設(shè)得到了驗證。依托云南省重大科技專項（2013ZB007）-《高海拔山地風(fēng)電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及工程應(yīng)用示范》，對高海拔山地風(fēng)電場的“風(fēng)資源評估”“微觀選址”“發(fā)電量計算”“道路平臺設(shè)計”和“風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計”等關(guān)鍵技術(shù)提出了系統(tǒng)的解決方法、規(guī)程規(guī)范和軟件計算成果修正方法。

依托該課題共發(fā)布3項企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、授權(quán)7項國家專利、發(fā)表論文18篇，發(fā)明專利《高海拔山地風(fēng)電場微觀選址方法》榮獲2019年度電力科技創(chuàng)新獎一等獎。課題主要創(chuàng)新點為：一是針對山地風(fēng)電場風(fēng)資源中的風(fēng)切變、覆冰、測風(fēng)塔代表性、發(fā)電量計算，提出了一套系統(tǒng)的評估方法，獲授權(quán)2項實用新型專利；二是在風(fēng)機微觀選址布置中，根據(jù)風(fēng)向頻率分布創(chuàng)造性地將山地風(fēng)場布機的規(guī)定列間距壓縮至1.4-2.5D，提高裝機容量20%-40%，引領(lǐng)業(yè)界對風(fēng)機布置間距的積極探索，獲授權(quán)2項發(fā)明專利；三是首次研發(fā)并應(yīng)用了“下凸式承臺預(yù)應(yīng)力巖石錨桿基礎(chǔ)”技術(shù)，拓寬了山地風(fēng)電場的適用范圍，獲授權(quán)2項實用新型專利；四是在業(yè)內(nèi)率先提出“小平臺”的吊裝平臺設(shè)計理念，每臺風(fēng)機可節(jié)省25%的土地，減少了平臺的高程損失（提高了輪轂高度的風(fēng)能水平）。

通過一系列的技術(shù)創(chuàng)新，項目實施的2個示范工程共計節(jié)約投資7 471萬，2019-2020共增加發(fā)電量6 994.1萬kWh、增加收入4 266.4萬元，增加稅收533.3萬元。近兩年增加院風(fēng)電勘測設(shè)計合同額4 120萬元，利潤824萬元。項目研究成果在省內(nèi)應(yīng)用容量492.8萬kW，占云南風(fēng)電場裝機容量的57.3%。項目研究成果在院承擔(dān)的國內(nèi)外逾180個項目建設(shè)中進行了推廣應(yīng)用，累計容量逾820萬kW，遍布全國22個省市及東南亞、非洲等一帶一路沿線地區(qū)，提高了復(fù)雜地形風(fēng)電場的裝機容量、發(fā)電量及建設(shè)可行性，大幅降低了工程建設(shè)投資。

碳達峰目標(biāo)與碳中和愿景為我國當(dāng)前乃至20 世紀(jì)中葉應(yīng)對氣候變化工作、綠色低碳發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)提出了更高要求、擘畫了宏偉藍(lán)圖、指明了方向和路徑，云南的新能源產(chǎn)業(yè)在雙碳時代必將迎來跨越式發(fā)展。

中國能建云南院早在2006年就致力于新能源設(shè)計技術(shù)研究，十余年來緊密結(jié)合國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略，經(jīng)多年篳路藍(lán)縷、艱苦創(chuàng)業(yè)，最終發(fā)展為具備風(fēng)電、光伏、分布式能源、多能互補、生物質(zhì)、燃機發(fā)電等技術(shù)的130余人的專業(yè)團隊。征程萬里風(fēng)正勁，使命千鈞再奮蹄，共同的目標(biāo)、光榮的事業(yè)、執(zhí)著的追求把我們凝聚在一起，中國能建云南院將繼續(xù)以建設(shè)“具有國際競爭力的工程咨詢公司”為戰(zhàn)略目標(biāo)，以精湛雄厚的技術(shù)實力為后盾，以卓越高效的服務(wù)為基礎(chǔ)，為云南省雙碳時代新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。