从项目初期的风资源勘察，到需要全年风资源序列的项目评估、核准，再到运营期的风功率预测，有没有一种或多种技术能够提供更精准、更全面的系统性数据，让风电建设者更省心省力、让风电开发更高效合理、让风电功率提前预测掌控？

 

　　这一问题，事关风电产业的科学高效健康发展，亦是数十万风电人共同的心声。

 

　　龙源电力所属中能电力科技开发有限公司工作人员历经数年自主创新、科技攻关，找到了一条正确的路径——自2009年开始，中能电力科技开发公司组织大批专业技术骨干着手开展风资源数值模拟技术研究，并基于此成功研发了“风能资源勘察系统”、“基于集合预报技术的风资源预测模拟系统”、“虚拟测风塔”技术、“虚拟气象站”技术，打造了涵盖风电开发各环节的“大数据”，并以此完美解决了上述难题。

 

艰辛漫长的拓荒之旅

 

　　数值模拟技术应用于风电开发领域可以追溯到上世纪八九十年代。2005年，中国气象局风能太阳能资源评估中心引进了加拿大气象局WEST风能资源数值模拟系统，本地化改进后建立了中国气象局风能资源数值模式系统。此后，国内多家科研机构也陆续开始了风能资源数值模拟的研究。

 

　　国内的风电技术研究尤其是风资源数值模拟研究起步晚，严重滞后于国外主要风电强国，自身基础的单薄以及国外关键技术的封锁，造成国内风电开发许多领域的空白，制约着风电行业的发展。国电集团以及旗下的龙源集团作为国内最大、最早的风电开发商，首当其冲。面临这样的困境，作为集团公司重要科技支撑力量的中能电力科技开发公司，责无旁贷。必须为集团的风电开发提供一整套全面、高效、精准的风资源勘察及预测系统，这是所有中能科技人共同的信念。

 

　　为此，自2009年开始，该公司组织了大批专业技术人员着手风资源数值模拟技术的研究，开始了一段艰辛、漫长的拓荒之旅。

 

　　“要敢于拼搏、勇于创新、不达目的誓不罢休。”在这样的信念鼓舞和支持下，2009年初，中能科技引入了当时国内外公认的最先进的中尺度数值预报系统WRF，并果断决定搭建价格昂贵的高性能计算集群平台，专门用于风资源数值模拟技术的研究，一往无前的气魄展露无遗。

 

　　困难与挫折并没有因为拓荒者们勇气可嘉而大开方便之门，繁琐而玄奥的程序、晦涩难编译的代码像一座座大山横亘在技术人员面前，面对缺乏技术指导、没有经验可借鉴的窘境，拓荒者们没有退缩。查阅文献、钻研资料、四处请教，他们一步一步稳扎稳打，数年时间内连续攻克了多模型的嵌套、物理方案的参数化、近地面层的加密、海洋资料的耦合、三维变分等等一系列的难题，拓荒者们的心血和汗水没有白费，中能公司终于成功地开发了指导风电场宏观选址的风资源图谱技术和用于风电场短期发电量预报的风功率预测技术。

 

创新成果在实践中完美应用

 

　　中能科技的拓荒者们并没有因为迈出了这从无到有的一步而沾沾自喜，相反他们想的更多的是怎么提高现有技术的精度和水平、怎么才能更充分地发挥模拟技术的潜力解决更多的风电场设计难题。

 

　　测风塔观测数据少、长期有效历史数据缺乏、冰冻等特殊气候的影响等等现实问题仍然严重制约着集团公司风电事业的发展。

 

　　思考、试验、讨论，再思考、再试验、再讨论……功夫不负有心人，随着对模拟技术更深刻的理解和实践经验的积累，中能科技在风资源数值模拟领域迈出了更大、更坚实的一步。

 

　　自2011年起的数年时间内，中能科技在自主创新的道路上取得了累累硕果——该公司自主开发的基于风资源图谱技术的“风能资源勘察系统”，可以有效进行全国各省市风电开发的市场评估和投资机会分析，有力保障了集团公司优质战略资源的储备；自主研发的“基于集合预报技术的风资源预测模拟系统”，提高了风电场短期发电量预测的精度，显著降低了电网考核费用；自主开发的“虚拟测风塔”技术，提供全年风资源序列，可以缩短项目评估周期、加快项目核准节奏；自主开发的“虚拟气象站”技术，提供气候的风、温、压、湿数据，解决代表年、冰冻等技术难题，可以提高风电项目评估水平和开发质量、降低决策风险。

 

　　科研成果只有走出实验室，在风电开发的大战场上实际应用，才能检验成效。

 

　　龙源陕西北部某风电项目，2011年底开始建塔测风，2012年初龙源陕西公司迫于项目竞争压力，亟需争时间、抢进度。有没有很好的办法？龙源陕西公司选择了中能科技的“虚拟测风塔”技术。在实际应用中，中能科技通过该项技术，快速、准确估算出了测风塔所在位置相同高度的年平均风速和风向分布，大大缩短了项目初评所需要的时间，使业主方掌握了项目开发的主动权，最终顺利在陕西获得核准。

 

　　不仅能提高效率，“虚拟测风塔”技术还能够有效规避前期费用的浪费。以龙源集团为例，建设一座80米高度的前期测风塔，涵盖塔体和设备大概共需要22万左右，在过去不确切了解待开发地区的风况时，只能建设测风塔，不可避免地出现在没有开发价值的地方建塔的情况，导致了前期费用的浪费。“虚拟测风塔”技术的出现和应用，可以在无实塔的情况下，准确判断某地区的风资源开发潜力，从而为集团公司风电开发节省大量前期费用。

 

　　“虚拟测风塔”如是，“虚拟气象站”技术亦如是。云南省曲靖市某风电场的发电量各年差异显著，2012年竟然比2011年的发电量高了接近40%，中能科技在对该风电场的后评价工作中依靠“虚拟气象站”技术，准确估算了风电场近20年风速和发电量，发现2012年是该地区近30年来风速最大年，对发电量问题作出了准确解释，为风电场今后年发电量指标的制定提供了参考依据，也为同类型风电场的设计提供了有效参考。

 

　　值得一提的是，中能科技的风资源数值模拟技术成果在国电集团科技项目《海上风电场勘测与评价技术研发及业务应用》中也得到了检验和认可。

 

　　2013年9月，中国电机工程学会组织的行业验收专家组，在对这一课题验收时，由中国科学院海洋环流、气候环境领域领军人物担任组长的胡敦欣院士，对中能科技的风资源数值模拟技术给予了高度评价，一致鉴定认为课题成果“推动了海上风电开发进展，对我国新能源开发及电力科技进步具有积极的促进作用，研究成果整体达到了国际先进水平”。

 

　　走自主创新道路，为集团风电开发提供强大而有力的技术支持，是中能科技人的不懈追求。现在，中能科技的风资源数值模拟技术已经走在了国内各大发电集团的前头，虽然仅仅是一小步。“百尺竿头更进一步”。中能科技将紧跟行业发展趋势，紧紧围绕集团产业发展需要，继续发扬迎难而上、勇于担当的精神，为集团公司风电产业的健康快速发展保驾护航，为我国风电事业的科学可持续发展贡献力量。