高海拔山地风电场选址技术取得突破

中国能源建设集团云南电力设计院有限公司

云南是绿色能源大省，风能资源丰富，风电年利用小时数常年排全国第一。同时云南也是高海拔地区，海拔高、地形复杂、气候条件特殊、地质灾害多发、交通运输和施工条件极差。高海拔山地成风机理特殊，风资源分布规律不明，风的绕流、涡流、分离、回流特性难以预判，存在重覆冰、凝露、高雷暴、大湍流、切变指数多样、微地形对风况影响大、入流角超标等异于平原地区的气候条件和风资源特性。然而，当前业界适用于高海拔山地风电场建设的宏观选址、微观选址、施工道路、吊装平台、风机基础和集电线路等关键设计技术的规程规范及应用软件尚不完善甚至缺失。

中国能建云南院是国内高海拔山地风电场勘测设计的先行者，多年工程实践积累了丰富的勘测设计经验，对高海拔山地新能源项目的关键设计技术有全面的系统研究，形成了科学适用的系统解决方案，并通过相关示范工程建设得到了验证。依托云南省重大科技专项（2013ZB007）-《高海拔山地风电站设计关键技术研发及工程应用示范》，对高海拔山地风电场的“风资源评估”“微观选址”“发电量计算”“道路平台设计”和“风机基础设计”等关键技术提出了系统的解决方法、规程规范和软件计算成果修正方法。

依托该课题共发布3项企业标准、授权7项国家专利、发表论文18篇，发明专利《高海拔山地风电场微观选址方法》荣获2019年度电力科技创新奖一等奖。课题主要创新点为：一是针对山地风电场风资源中的风切变、覆冰、测风塔代表性、发电量计算，提出了一套系统的评估方法，获授权2项实用新型专利；二是在风机微观选址布置中，根据风向频率分布创造性地将山地风场布机的规定列间距压缩至1.4-2.5D，提高装机容量20%-40%，引领业界对风机布置间距的积极探索，获授权2项发明专利；三是首次研发并应用了“下凸式承台预应力岩石锚杆基础”技术，拓宽了山地风电场的适用范围，获授权2项实用新型专利；四是在业内率先提出“小平台”的吊装平台设计理念，每台风机可节省25%的土地，减少了平台的高程损失（提高了轮毂高度的风能水平）。

通过一系列的技术创新，项目实施的2个示范工程共计节约投资7 471万，2019-2020共增加发电量6 994.1万kWh、增加收入4 266.4万元，增加税收533.3万元。近两年增加院风电勘测设计合同额4 120万元，利润824万元。项目研究成果在省内应用容量492.8万kW，占云南风电场装机容量的57.3%。项目研究成果在院承担的国内外逾180个项目建设中进行了推广应用，累计容量逾820万kW，遍布全国22个省市及东南亚、非洲等一带一路沿线地区，提高了复杂地形风电场的装机容量、发电量及建设可行性，大幅降低了工程建设投资。

碳达峰目标与碳中和愿景为我国当前乃至20 世纪中叶应对气候变化工作、绿色低碳发展和生态文明建设提出了更高要求、擘画了宏伟蓝图、指明了方向和路径，云南的新能源产业在双碳时代必将迎来跨越式发展。

中国能建云南院早在2006年就致力于新能源设计技术研究，十余年来紧密结合国家新能源发展战略，经多年筚路蓝缕、艰苦创业，最终发展为具备风电、光伏、分布式能源、多能互补、生物质、燃机发电等技术的130余人的专业团队。征程万里风正劲，使命千钧再奋蹄，共同的目标、光荣的事业、执着的追求把我们凝聚在一起，中国能建云南院将继续以建设“具有国际竞争力的工程咨询公司”为战略目标，以精湛雄厚的技术实力为后盾，以卓越高效的服务为基础，为云南省双碳时代新能源产业高质量发展做出应有的贡献。