创新驱动助推风电平价上网
———访远景能源副总经理王晓宇博士
为引导和促进可再生能源产业持续健康发展，提高风电的市场竞争力，国家能源局近日印发 《关于开展风电平价上网示范项目的通知》推动实现风电在发电侧平价上网，拟在全国范围内开展风电平价上网示范工作。
对此，多位业内人士指出，通过示范项目建设论证风电平价上网的可行性，虽可为实现2020年风电平价上网的目标铺路，但目前风电平价上网仍存在诸多问题亟待解决。
那么风电成本究竟还有多少下降的空间？离平价上网之路还有多远要走？记者带着这些问题，近日专访了远景能源副总经理王晓宇博士。
风电成本尚有很大的下降空间
问：现在风电面临着非常迫切的成本下降压力，您如何看待这样的压力？
王晓宇：这是一个行业上下最为关注的问题。从历史上来看，风电的度电成本一直低于光伏，但是最近几年光伏的度电成本也正在呈现快速下降的趋势。但我觉得，风电成本还有很大的下降空间。首先，和很多成熟行业的技术应用相比，风电技术进步尚有很大的提升空间，其他领域的先进技术在风电行业的应用可以带来风电成本的下降。比如风变幻的规律也可以被机器的算法来学习，这给风电带来的价值是难以想象的。正是洞察到了这一点，远景开发了“基于机舱雷达的智能控制”技术和精确的激光雷达仿真模型，并将其结合到风机控制系统的开发过程中，以使控制系统的仿真更加接近真实环境，以此降低风机转速波动和疲劳载荷以及减少偏航误差，提高风机的发电性能和风场的整场发电收益。
另外，风能利用效率的提升非常可观。2010年在谈82米直径风轮的时候，已觉得这是很大的风轮直径了。而随着智能控制技术进步，风轮直径越来越大，比如2.2兆瓦功率的风机其风轮直径达到131米。显然，这大幅度提升了风能效率。
近两年远景在推出符合市场需求的高塔筒、大风轮整机产品同时，也在风电技术基础理论研究取得突破。比如叶片，叶片技术是风电技术中非常重要的环节，也是把风能转化成机械能的核心部件。专业人士知道，目前叶片气动性能分析还是基于格朗特在1935年为研究旋翼直升机应用所提出的叶素动量理论，简单说就是把风轮平面简化成一个能量盘，其简化过程是二维的。可是，很多科技文献和大量的验证结果已表明，在叶尖速比较低时，格朗特理论模型尚能符合风洞实验结果，但叶尖速比较高时，它却不能真实地体现风轮在流场中的气流形态。为解决这一技术问题，远景在科罗拉多成立空气动力学与气象研究中心，开创性地采用三维设计方法，对叶片的8个剖面做了详尽分析，大幅降低了叶片的疲劳载荷，提升了年发电量。
解决风电消纳问题是平价上网的基础
问：在风电发电侧平价上网以及各种能源形式的高效利用上，人们对能源互联网有所期待，对此您怎么看？
王晓宇：风电发电侧平价上网在技术上应有所准备，但我认为更重要的是市场化的机制建设。也就是说，风电平价上网必须用市场化的手段来解决电力交易的问题。
风电的平价上网试点也是建立在全额消纳基础上的。无论是光伏遵循摩尔定律实现成本下跌，还是风电依靠更大的风轮直径提高利用小时数，所发电量都要被电网全额收购，才能让投资企业得到充分回报。如果限电率超过一定水平，或者上网电价达不到标杆电价水平，都会让投资企业受到损失。
所谓的能源互联网也好，第三次这个工业革命也罢，其实是一种信息化的能源革命，技术层面上的智能化更为重要，其挑战也就在这里。就风电而言，风电要高比例进入电网系统还须解决其间歇性、分布式和波动性这三大问题。为此，远景致力于布局能源物联网平台EnOS，以此协调能源系统的各个元素，实现美好能源世界的愿景，但这一切取决于行业技术进步，远景愿与为能源转型付出努力的人们一起推进技术一路向前，生生不息。
高塔筒技术将开启低风速开发新里程
问：风电可开发的风速已经下探到5米/秒了，风电开发的极限风速在哪里？未来两年，哪些技术会对风电开发产生较大的影响？
王晓宇：风电开发风速下探到5米/秒已是事实，也没有必要说风电可开发的风速一直是线性往下走。如果要说风电开发的极限风速，如果没有出现更大的技术突破，我认为4.7~4.8米/秒可能是一段时间的一个极限。因为，风能蕴含的能量就像采油一样，当地下油层越来越贫瘠时，就意味着更高的采油成本少，那么风速越来越低之后，就要用更高技术和材料成本去挖掘捕获风能蕴含的能量，这是风电开发的经济性问题。但值得注意的是，风电可开发的风速即便下探0.1米/秒，这也会带来可观的风能开发量。基于此，远景开发高塔筒智能控制技术，用技术的力量推进更低风速区域的风资源利用。比如同一点位，在80米高度测风，其年均风速仅为4米/秒左右，而向上140米测风，其年均风速可达到6米/秒。据远景格林云平台测算，140米以上高度风速大于5.5米/秒的区域占国土面积的70%，预期发电小时数超过2200小时。考虑限制因素后，风电可开发容量超过88.2亿千瓦。
远景在国内已有批量的“120米、140米全钢柔性塔筒技术”实际项目应用，那么高塔筒会带来怎样的实际收益呢？全钢塔筒高度从90米到120米，可提升发电小时数近300小时，从120米再到140米，其发电小时数超过250小时。
