风速地区风电项目开发的经济性提升路径

伴随全球能源快速转型，风电这一清洁型能源逐渐占据着主流市场，致使其开发规模也在不断扩大。可是，风速地区由于风资源条件较差，通常在风电项目开发过程中会面临初始投资高、发电效率低、运维成本高等一系列问题，严重制约了目前风电项目经济性的提升。因此，如何借助技术优化、管理创新等一系列举措提升项目经济性，成为现阶段风速地区风电开发的关键所在。

一、风速地区风电开发的经济性挑战

（一）风资源不确定性导致收益波动

风速地区因为存在风资源分布不均的现象，使得发电量在预测过程中会受到季节性波动的影响，最终预测偏差率较高，进一步制约了风电开发项目的收益稳定性。例如，低风速区年等效满发小时数有可能还达不到2000小时，与高风速区3000 小时以上对比更是大大不如，直接将会降低风电开发项目的整体内部收益率。

（二）设备适应性差推高成本

传统风电设备都是以高风速地区为基础设计的，而在低风速区则会产生效率下降、故障率上升等问题。利润，在低风速区如若选择更大叶轮直径、更高塔筒的设备，其初始投资资金必然会再增加 10%-20% ，而且整体运输与安装成本也会随之上升。

（三）运维成本高企压缩利润

风速地区风电场建设大部分会选择偏远山区或沿海地带，这些地区通常都有一个通病，那便是交通不便，其自然也会带来运维响应时间长、备件运输成本高等缺点。而且，因为一些较为复杂的地形，容易对设备产生磨损加剧的情况，所以，对比平原地区而言，复杂地形设备故障率要高出30%-50% ，反而进一步提高了运维成本。

（四）政策与市场风险叠加

由于风电补贴退坡、电价市场化改革等一系列政策调整与推出，使得叠加绿电交易机制构建过程中不够完善，也容易导致项目收益空间大幅度收缩。例如，一部分地区风电上网电价已从 0.6 元/千瓦时降至 0.3-0.4 元/千瓦时，如若这样将会对风电开发项目经济性造成直接冲击。

二、低风速地区风电项目开发现状

近些年来，低风速地区风电项目开发取得了不错的成绩，每年装机容量都在呈现持续性增长。技术创新不单单推进了低风速风机的快速研发与设计，更是改进了叶片设计、智能控制等相关技术，使得风机能够在低风速环境下依旧可以达到基本的捕风能力和发电效率。而且，伴随相关政策力度的不断加持，使得政府能够结合补贴、规划引导等方案，鼓励更多企业参与到低风速地区风电项目开发过程中。

可是，低风速地区风电项目开发依旧存在多元化问题。第一，风电项目开发整体建设成本处于居高不下的状态，而且对于风机设备、基础设施建设等项目投入过大，容易受到当地地形地貌复杂等因素的直接影响，间接增加了项目施工难度，让成本再次提升。第二，低风速地区风电项目发电效率达不到预期目标，而且风能资源不够稳定、风机性能不足等因素也会影响到发电量低，经常会出现弃风现象，使得整体项目经济性不高。

三、低风速地区风电项目开发经济性提升路径

（一）技术创新驱动

1.研发高效低风速风机

首先，应进一步加大对相关项目设备、技术上的研发投入，鼓励企业应该与科研机构之间建立合作关系，共同开发更加适合运用到低风速地区的高效能风机。其次，优化风机叶片设计，尽可能选择新型材料达到减轻叶片重要的目标，大幅度提高叶片强度与柔韧性，使得扫风面积得到增大，借此提高风能利用系数。例如，可以选择碳纤维复合材料制作叶片，这样能够在减轻重要的前提下增强叶片抗疲劳性能，有效提高风机发电效率。再者，通过优化风机传动系统和控制系统的方式，可以使得风机稳定性与可靠性得到提高，在降低故障率的同时，也更好地降低整体运维成本。最后，可借助智能风机研发的方式，结合大数据、人工智能等技术，使得其能够实时检测风机对风速、风向等环境因素感知，在自适应调整过程中提高整体发电效率。

2.完善智能控制系统

首先，可以通过构建高精度、高可靠性智能控制系统的方式，显著提高数据采集过程中的精准性与及时性。其次，运用前沿的传感器技术，对风速、风向、温度、湿度等环境数据进行实时采集，从而为智能控制系统构建提供精准性的数据支持。再者，可以进一步优化控制算法，通过采集数据精准的方式，精准调整风机桨距角、偏航角度、转速等参数，切实完成风机最优运行控制的目标，使得发电效率大幅度提高。例如，可以选择自适应控制算法，使得风机能够在自适应控制算的辅助下快速适应风速变化，如此可以始终保持一个最佳发电状态。

（二）精准选址策略

1.精准风能资源评估

首先，应综合性运用地面测风、激光雷达测风、数值模拟等不同技术手段，切实提高风能资源评估准确信。其次，应延长测风时间，这样才可以获取具有长期性、连续性的风速数据，最大程度减少因为短期数据波动而产生的误差。再者，可以凭借数值模拟软件，根据地形地貌、气象条件等因素，对风能资源开展精细化模拟分析，从中最大程度掌握风能资源的时空分布规律，如此可以在项目选址和风机布局过程中具有更为科学化的依据。最后，风能资源数据库的构建，能够从中收集与整合出不同地区差异化的风能资源数据，在大数据分析之下可以不断总结资源变化的内在规律，这样可以为后续项目评估提供更为精准的参考。

2.合理应对地形地貌

对于复杂性地形地貌，可以选择微观选址技术进行精准选址。首先，可以运用三维地理信息系统（GIS）和计算流体动力学（CFD）技术，对地形开展建模分析，并结合模拟气流在复杂地形下流动的基本特征，最终确定风机最佳安装位置，尽可能降低紊流对风机发电效率所产生的影响。其次，在山区等地形复杂区域，可以结合规划风机布局的方式，充分发挥山顶、山脊等地形优势，在风速相对较高且气流稳定的位置进行风机安装。最后，可以通过优化道路和输电线路设计的方案，最大程度降低建设成本，并显著提高风电项目的经济性。

（三）精细化运维管理

首先，为了进一步降低风电设备维护成本，可以依据风电设备具体运行状况、使用寿命等情况，合理性安排日常维护、定期检修和预防性维护等相关工作，尽可能降低出现设备故障的概率。其次，应有效加强对于设备状态的监测，结合在线监测系统、振动分析、油液分析等技术手段，实时且全面地掌握设备运行状态，并将可能发现的潜在隐患进行挖掘，这样才可以通过及时处理的方式，避免设备故障进一步扩大，有效降低了整体的维修成本。

总之，风速地区风电项目开发应始终坚持以全生命周期管理为基础，借助技术创新驱动、精准选址策略、精细化运维管理等综合性举措，使得风速地区风电项目开发更加具备科学性、合理性，从正面角度实现整体项目经济性的提高。伴随现如今漂浮式风电、高空风能捕获等技术的全面突破，使得风速地区开发潜力也得到有效释放，未来势必会呈现出一片欣欣向荣的趋势。

参考文献：

[1] 纪志国. 我国风电产业现状与发展趋势探究[J]. 中国设备工程，2020（18）

[2]王芳. 风电技术，我们要向欧洲学习什么[J]. 风能，2020（09）

[3]秦海岩.加快风电开发，为中东南部高质量发展打造新引擎[J]. 风能，2020（09）