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2020年10月14日-16日，2020北京国际风能大会暨展览会（CWP 2020）在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一，这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会，再次登陆北京，本届大会以“引领绿色复苏，构筑更好未来”为主题，聚焦中国能源革命的未来。能见App全程直播本次大会。
在14日下午召开的风资源精细化评估分论坛上，北京大学副研究员张日葵发表《高低塔筒混排对提高风机阵列在中低风速段输出功率的意义》主题演讲。
以下为发言实录：张日葵：大家在一个水平面上提排布的问题，我们现在提高一个纬度增加风场发电量的影响。以金科风场为背景做的，罗总这边的参与。肖老师提了一下，现在平价上网，你们比我感受更深刻，从根本上来说就是要降本要增效，提高发电量很多方式，我们从站在这个布局的角度，要么就是从水平面上间距上考虑，尾流的效应会降低，排布的台数会少，总的发电量并不一定是增加的，增加一个高度差，通过高度差降低上游风机对下游风机尾流的影响，增加上下层这个流动参混的效应。
数值计算的方式来做的对比的研究，我们举了一个风场的原形来自，烟墩风场在哈密，做我们的构造我们的…风机塔架高度的影响，还有包括艰巨的影响，因素很多我们除了原始的风场，我们做对比的风场，比如说原始有两排是高塔筒，120米的高塔，我们把这个高塔，我们做一个对比的计算，这个高塔，风机直径是111，我们把这个风直径改小，另外为了考虑这个地形因素，基于平地的这种对比，在这里边我们构造，这里边在间距和原来是一模一样的，把我们整个的工作做得更充分，做了一个进一步的做了更多的排布的分析，就是整个的风场面积是一样的，大概总的加起来1080D平方，构造排布就是原始的可能是平均是15D，纵向的排布，把15个D减掉，10个D，另外一个我们最开始的时候，其实原始的哈密，两排高塔，两排高塔我们可以变，把所有的改成低塔，其中一排改成高塔，依此类推，把刚才的15个D降到10个D，采用一种串联，增加扩大到相对艰巨增大，降到35。然后最密的情况，高塔的话，我们最高的时候可以排到里边有七排高塔，大概是这么一个，作为计算的一个对比的风场。
整个计算我们采用自己开发的软件，这个软件我们原来在航空的空气动力学我们做了大量的应用，整个软件的功能还是相对来说比较完备，这个算法上面，我们用的风廓面，地面有35台风机90台，降低计算量，这个是我们在计算的工况，因为这个里面有一点，我们在这里面没有测风塔，拿到数据，哈密整个风场，大概是半年累计下来，风速还有功率，所以我们半年统计数据做对表，功率作为我的基准，给一个风速算出来第一台功率，和实测出来的功率是一致的，我们总共是算，5到10米，5到6米阶段，最后是用5.8米计算，风向就是按政府8度，上游会打到下游相邻的风机的干扰。这是风机的处理，无论是在实测的，还是在仿真的，取这么一个风速段所有的测量的实测量的数据，风向我们取得正负八度，实测的功率，中间这一排。仿真也是一样的，这里面是给了其中的三个风向，这个正东风，这个向上偏拉，风速的分布。主要是压力，这个是湍流的分布，通过实测的风场数据比较验证现在用的整个方法是准确的，所以第一代风机，功率应用它的标的，下一个风机计算跟实测之间的差异性，黑点风场实测出来的，所有的数据评估下来的结果，红点是我们计算3D算出来的，这个吻合度非常高的，SCADA测量出来的当地的风速，红点我们计算算出来的当地的风速，这个蓝色的这个曲线根据当前的风机的功率，然后加功率曲线，我们推出来这个功率曲线，差别还是挺远的，有可能是功率曲线，也可能是SARS测量的差异。会差大概0.5米左右。另外一个风速，情况都比较类似，整个计算实测的结果非常高的，到9米10米，风场有一个限功率，所以导致计算，大家会比较大一些。这个不是计算的误差，从这里可以看出来，刚才说了SCADA跟功率曲线推出来的功率要低，9到10米，推出来的要高，这个地方实际上可以发电，有了这个数据，我们用了现场的实际的排布，再跟我们构造排布的比较，功率之间的差异性，因为高塔筒风机主要体现在第四排第五排，前面三排规律是一样的，看的时候只看这两排是高塔，现在风场实际排布，到了A1转成低塔，把塔架高度降下来，直径降下来功率的输出情况。把高塔降下来，显然功率一下降下来，降低还挺明显，20%几。这里会有增加，增加的原因，主要是因为原始的地形是有起伏，降下来会导致后面的风机有一定的错开。把高塔变成低塔，如果完全是平地，塔架降下来，尾流的影响会导致下游功率降下来，所以这是5.8米，四米的时候情况也都比较类似，基本上就是说，这个里面增加的是，增加主要通过，功率会差20%几的样子，但是下游的话功率的变化主要是通过尾流。这里面我们不大好去界定，尾流产生多大的效应，我们把中间这一排，公益全部加起来，跟原始方案跟我们高塔改低塔的敝盖，五到六米，全部是低塔这个功率岗地8%左右，降14%，其他的情况也是一样。
我们可以看到，曲线低速，风速越低的情况之下，高塔产生功率增加越大。在这个里边我们后来又补了很多计算，很多标准，目的是就是说我刚才的那个，因为有自然地形的影响，很难去界定，就是下游的风机处于尾流，高塔的风机对下游风机的改善有多少，没有定量的标准，所以我们风场很直白的看这个问题。前面相当于全部是低塔，比如说我们标准一跟标准二，风能的艰巨是15D。如果我们其中一排改成高塔，黄色的蓝色的全部是低塔，这个功率差异，都是对标全部是低塔，一台改高塔，增加对当前能增加40%几的功率，因为已经是百分比，到下游增加3%到4%，只改一台，如果增加两台，我们看这个值基本上翻倍。如果是增加采用300高塔，下游风机因此增加10%左右功率的增加，相对来说会更大，基本上增加一台，风机尾流产生功率的增加大概30%。
把风机的艰巨纵向艰巨再把它减小，风机间距降到10个D，功率增加大概90%，下游的风机基本上能增加4.4%到5%，加了两排高塔，下面大概是10%到14%。更密的，一个是应该是7.5个D，流向的间距是7.5个D。也是一样的，我们比如说加一台的话，基本上能增加，因为这个下游如果是完全到尾流发电量非常弱相对值增加非常大，这个是在风速比较低的情况下。风速高在2.9到3.5。对于尾流的影响。
把间距从15个D，变到10个D，增加百分之三点几，这个增加百分之六点几到百分之八点几。这个是加到7.5个D，这个基本上差不太多。本身因为高塔抬高了，功率增加80%，尾流改善了增加3.5%到4.3%。9.5的情况都比较类似，15个D的情况之下这个地方是4%。到10个D这个地方4%，这个地方8%，这个地方12%，这个到7.5，这个地方4%到5%，这个地方7%到8%，这个是11%。
总体来末高低混功率产生增加值两个方面，一个是高塔的风机，高塔尾流错开了，对低塔增进了产生功率也会有一定的增长，这种增长风机排布越密，另外一个就是说在整个中低改善的效果还是非常明显的，以上就是我的报告的内容。
（根据速记整理，未经本人审核）
