2023年10月16日-20日，2023北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP2023）在北京如約召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京，聚焦中國(guó)能源革命的未來(lái)。

本屆大會(huì)以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來(lái)”為主題，將歷時(shí)四天，包括開(kāi)幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時(shí)代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個(gè)分論壇。能見(jiàn)App全程直播本次大會(huì)。

10月17日上午，十灃科技熊恒在“風(fēng)資源技術(shù)論壇上”發(fā)表了題目為《基于后驗(yàn)概率以大代小的評(píng)估》的主旨發(fā)言。

以下為演講全文：

謝謝各位同仁中午聆聽(tīng)我的這么一個(gè)報(bào)告，接下來(lái)由我和大家分享《基于后驗(yàn)概率以大代小的評(píng)估》。

經(jīng)典風(fēng)資源評(píng)估過(guò)程，我們做很多的工作都是圍繞這樣一個(gè)課題，但時(shí)至今天有20年的周期，從2005年算起快接近一茬的時(shí)間，國(guó)內(nèi)風(fēng)電事業(yè)應(yīng)該來(lái)說(shuō)發(fā)展的如火如荼，但也有它存在的一些問(wèn)題。

首先回顧我國(guó)風(fēng)電發(fā)展歷程和展望，第一張圖是統(tǒng)計(jì)2005年-2021年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)累計(jì)量，2021年突破3億千瓦，今年報(bào)道數(shù)據(jù)已經(jīng)達(dá)到4億千瓦的裝機(jī)，預(yù)計(jì)在2030年未來(lái)以每年6000-8000萬(wàn)的裝機(jī)做風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)，屆時(shí)到2030年風(fēng)電會(huì)實(shí)現(xiàn)翻番。

國(guó)內(nèi)風(fēng)電事業(yè)快速發(fā)展，風(fēng)資源評(píng)估和風(fēng)電事業(yè)質(zhì)量是怎么樣的？我們可以做一個(gè)參考，看中國(guó)和美國(guó)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)和數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)2018年-2021年總的裝機(jī)和小時(shí)數(shù)，可以看到2021年國(guó)內(nèi)是3.2-3.3億千瓦，美國(guó)大概是1.36億千瓦，折合年小時(shí)數(shù)普遍是1800-2000，美國(guó)是2700-2900。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們要三同等規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)，才能夠抵美國(guó)兩個(gè)風(fēng)場(chǎng)的發(fā)電量。

有人會(huì)說(shuō)裝機(jī)量比較大，我們平衡起來(lái)比較低，實(shí)際上我國(guó)風(fēng)資源最好的內(nèi)蒙，年平均小時(shí)數(shù)也就是在2600小時(shí)多一點(diǎn)。可以看到，國(guó)家風(fēng)場(chǎng)對(duì)風(fēng)資源評(píng)估小時(shí)數(shù)不高，可能是從多方面考慮的，一方面風(fēng)資源的水平確實(shí)不如美國(guó)，因?yàn)槲覈?guó)地勢(shì)北高南低，南方資源都是零星的，美國(guó)西部像落基山脈南北走向，中間是一個(gè)大通道，平均的風(fēng)速還是很高的。有報(bào)道，北極的渦旋可以吹到德州，它的風(fēng)是很大的。

再是風(fēng)資源評(píng)估和選址也是有待提高的，包括風(fēng)場(chǎng)建立調(diào)度和運(yùn)維水平，我們?cè)诤芏囡L(fēng)場(chǎng)或多或少都有體現(xiàn)。按照雙碳的要求，未來(lái)新增的裝機(jī)容量非常大，今天談的課題是以大代小風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源評(píng)估有兩方面，一方面可以緩解新增裝機(jī)的壓力，現(xiàn)在以大代小相同面積的風(fēng)場(chǎng)裝機(jī)量有提升，另外一方面以大代小是對(duì)原來(lái)的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行改造，我們?cè)u(píng)估質(zhì)量是有提高的。

風(fēng)資源評(píng)估我想到的是一系列模型的串聯(lián)，其實(shí)可以做一個(gè)比方，在做活動(dòng)比如說(shuō)入職有一些培訓(xùn)活動(dòng)，小球做很多的傳遞，怎么樣讓它的傳播效率更高？我們也看到大馬路上有很多鏈?zhǔn)降男问?，它其?shí)就是很常見(jiàn)的模型，但是這個(gè)模型也對(duì)應(yīng)著風(fēng)資源評(píng)估的模型。這樣的問(wèn)題我們看的很普遍，但是它并不簡(jiǎn)單，我們要求解一個(gè)小球從高處落到低處，緩解之間是關(guān)聯(lián)的。

風(fēng)資源評(píng)估也是這樣的過(guò)程，我們想到測(cè)風(fēng)和CFD評(píng)估，我們想到折減不確定性的評(píng)估體系。它是串式的鏈條，要做好風(fēng)場(chǎng)的發(fā)電評(píng)估，原則上要每一個(gè)環(huán)節(jié)抓好，而且每一個(gè)環(huán)節(jié)是否抓好還不好說(shuō)，還是要看結(jié)果導(dǎo)向。

可以看到左邊的圖，它反映出風(fēng)場(chǎng)座落在地球表面，特點(diǎn)是有編程的效應(yīng)。風(fēng)場(chǎng)建設(shè)利用風(fēng)機(jī)基于風(fēng)流吹動(dòng)葉輪和葉片的作用進(jìn)行發(fā)電，風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)至今有一定相互作用，這個(gè)作用也不見(jiàn)得是尾流，現(xiàn)在想起來(lái)評(píng)估好像是尾流，我們后面發(fā)現(xiàn)有向前傳的組織效應(yīng)。

我們想嘗試CFD評(píng)估加模擬的過(guò)程，向發(fā)電量轉(zhuǎn)化折減體系做評(píng)估，我們更多依賴(lài)于廠家、設(shè)計(jì)院一起來(lái)做，我們會(huì)有風(fēng)流推動(dòng)風(fēng)機(jī)發(fā)電的過(guò)程，我們首先要模擬地形，通過(guò)圖給它呈現(xiàn)建模，它來(lái)構(gòu)建風(fēng)場(chǎng)或者控制體提供下表面的網(wǎng)格，通過(guò)一定的生成技術(shù)來(lái)生成控制體。

同時(shí)風(fēng)場(chǎng)比較有典型的特點(diǎn)是入口，要表征風(fēng)流的特點(diǎn)，一般是有豐富。比如說(shuō)基于理論可以給它能夠表征的條件，后面有提到比較熱的概念，基于理論給到入口邊界不是特別的充分，能夠表征入口面的分布，可以基于woff模型把數(shù)據(jù)給入口面精確的分布，它的準(zhǔn)確性可能更進(jìn)一步提高，我們也有理由相信，它在風(fēng)資源評(píng)估層面準(zhǔn)確性有更進(jìn)一步的提高。

地表有一些地貌的組織效應(yīng)有開(kāi)發(fā)粗糙度模型，發(fā)現(xiàn)森林一般的粗糙度模型不夠，我們又開(kāi)發(fā)森林灌輸模型。風(fēng)是360度的，但是我們做工程項(xiàng)目的評(píng)估，不可能是360度的建模，我們一般要在風(fēng)向上做離散，這也構(gòu)成我們有分散區(qū)域的CFD計(jì)算，主要是考慮工程計(jì)算來(lái)做離算，得到一個(gè)風(fēng)場(chǎng)入口的豐富和場(chǎng)內(nèi)風(fēng)速的關(guān)系，間接建立場(chǎng)內(nèi)的信息和研究對(duì)象，比如說(shuō)風(fēng)場(chǎng)派不的相互關(guān)系。

基于此，我們開(kāi)發(fā)出風(fēng)資源仿真軟件，有六大特點(diǎn)：一是使用自己的開(kāi)發(fā)平臺(tái)QAfess有充分的模型，并且對(duì)標(biāo)行業(yè)的軟件開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的模型，二是有豐富的模型，針對(duì)大規(guī)模的風(fēng)場(chǎng)也有疊加尾流效應(yīng)評(píng)估大規(guī)模風(fēng)場(chǎng)的發(fā)電量。

軟件基于BS云平臺(tái)架構(gòu)，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)，對(duì)于我們提交的風(fēng)場(chǎng)排化任務(wù)，可以通過(guò)任務(wù)管理器進(jìn)行實(shí)施管理和計(jì)算任務(wù)的調(diào)度，針對(duì)計(jì)算結(jié)果可以進(jìn)行三維格式化的展示和呈現(xiàn)，包括和用戶的呈現(xiàn)，幫助用戶建立風(fēng)場(chǎng)直觀的感受。

基于六大功能亮點(diǎn)，我們新發(fā)布軟件有這么多的功能模塊，包括三大數(shù)據(jù)庫(kù)模塊和網(wǎng)格的生成、中位耦合和大基地的評(píng)估定項(xiàng)。

我們構(gòu)建這么多的軟件，它的準(zhǔn)確性如何？非常可惜在國(guó)內(nèi)沒(méi)有這樣的數(shù)據(jù)做評(píng)估，我們基于國(guó)際上豐富的案例做驗(yàn)證。我們有基于波蘭的（英）做風(fēng)流模型和尾流的驗(yàn)證，像波蘭的項(xiàng)目有絕壁的海島，這個(gè)是高邊坡的課題，它的研究比較困難，從原理上基于CFD，對(duì)地形的仿真有一些困難的。

但是我們開(kāi)發(fā)幾款模型，針對(duì)波蘭項(xiàng)目風(fēng)加速評(píng)估，以及湍流的評(píng)估是比較好的，我們?cè)诓ㄌm一個(gè)山丘上面評(píng)估是比較高的。針對(duì)波蘭40萬(wàn)千瓦的風(fēng)場(chǎng)，針對(duì)尾流的評(píng)估準(zhǔn)確性還是非常高的。

這里面還有沒(méi)有問(wèn)題？都說(shuō)中國(guó)的風(fēng)場(chǎng)有自身的特色，其實(shí)還是有問(wèn)題的，在做仿真的評(píng)估，把風(fēng)流模型和尾流模型解耦，這個(gè)事情是值得商榷的。風(fēng)流模型本身評(píng)估的是風(fēng)場(chǎng)沒(méi)有建立起來(lái)的狀況，一旦把風(fēng)場(chǎng)建立起來(lái)就不存在了，這意味著什么？對(duì)于大規(guī)模的風(fēng)場(chǎng)，不能夠做串行的評(píng)估做修正，什么是大規(guī)模風(fēng)場(chǎng)？怎么樣定義它？國(guó)外40萬(wàn)千瓦的風(fēng)場(chǎng)也叫大規(guī)模風(fēng)場(chǎng)，國(guó)內(nèi)是動(dòng)輒幾百萬(wàn)的風(fēng)場(chǎng)，能不能用國(guó)外通行的軟件評(píng)估國(guó)內(nèi)的項(xiàng)目？這個(gè)是要打問(wèn)號(hào)的。包括風(fēng)機(jī)建的越來(lái)越大，怎么樣做這個(gè)評(píng)估？改進(jìn)和傳統(tǒng)的解析模型參數(shù)是否合適？

這一套軟件和西北院做了合作開(kāi)發(fā)，并且有和國(guó)電投開(kāi)展相關(guān)的驗(yàn)證，包括復(fù)雜地形、簡(jiǎn)單地形以及國(guó)內(nèi)外的項(xiàng)目做驗(yàn)證評(píng)估，在風(fēng)速評(píng)估方面誤差還是在可接受的范圍內(nèi)，普遍是在3%以?xún)?nèi)。

回到風(fēng)資源評(píng)估，國(guó)際上評(píng)估還是基于不確定性的體系，我以前有幸在國(guó)外工作兩年，接觸過(guò)這樣的評(píng)價(jià)體系，這樣是基于科學(xué)規(guī)范的，國(guó)內(nèi)的風(fēng)資源評(píng)估，動(dòng)輒以一兩個(gè)項(xiàng)目為范例做分享，有的時(shí)候說(shuō)服力都不是很夠。世界是一個(gè)本體和項(xiàng)的關(guān)系，也就是說(shuō)這個(gè)世界可能是隨機(jī)的。

經(jīng)過(guò)這樣一套評(píng)估體系下還是開(kāi)環(huán)的評(píng)估，今天說(shuō)要研究以大代小的項(xiàng)目的評(píng)估，怎么樣提高準(zhǔn)確性？一個(gè)風(fēng)場(chǎng)要推導(dǎo)重建，以前建立這個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行的數(shù)據(jù)，是否能夠?yàn)楹笤u(píng)估所用？包括場(chǎng)內(nèi)的測(cè)風(fēng)和運(yùn)行的事件等等，我們可以把風(fēng)場(chǎng)的發(fā)電量追回來(lái)，那么是非可以開(kāi)展評(píng)估？答案是肯定的。

我們先進(jìn)行開(kāi)放評(píng)估，結(jié)合運(yùn)行風(fēng)場(chǎng)的評(píng)估提供觀測(cè)誤差，把它引入進(jìn)來(lái)針對(duì)二次開(kāi)發(fā)或者以大代小的項(xiàng)目結(jié)合，可以推出基于概率分布的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估。

這個(gè)評(píng)估的特點(diǎn)，因?yàn)橐牒笤u(píng)估的數(shù)據(jù)可以量化不確定度，可以在傳統(tǒng)基于開(kāi)環(huán)的評(píng)估基礎(chǔ)上，可以把風(fēng)電場(chǎng)評(píng)估的不確定度進(jìn)行下降。下降的同時(shí)可以提高評(píng)估的準(zhǔn)確性，P50并不低于原來(lái)的評(píng)估，投資收益或者財(cái)富效益也不會(huì)降低。

基于風(fēng)資源分布的概率方法，基于開(kāi)環(huán)風(fēng)資源評(píng)估誤差，它遵循高處分布，規(guī)劃的風(fēng)場(chǎng)也是遵循高處分布。如果現(xiàn)在說(shuō)基于之前的風(fēng)電場(chǎng)，已經(jīng)有運(yùn)行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，把它為已知的條件下，怎么樣評(píng)估風(fēng)場(chǎng)后續(xù)的規(guī)劃？其實(shí)這是一個(gè)條件概率的存在，我們認(rèn)為這樣的統(tǒng)計(jì)量，也是遵循這樣的高處分布。

我們可以基于這一套理論計(jì)算出高處分布的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，以大代小風(fēng)資源的評(píng)估方案，P50是原來(lái)不考慮占用風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)評(píng)估的值，減去均值。它的方差解決概率分布的方差，我們得到的一套理論公式就是下面的（PPT），基于以大代小的風(fēng)資源評(píng)估是在原來(lái)的基礎(chǔ)上，考慮原來(lái)項(xiàng)目風(fēng)資源評(píng)估的偏差做反饋，它的標(biāo)準(zhǔn)差是在原來(lái)的基礎(chǔ)上，我們也是做一個(gè)校準(zhǔn)，得到標(biāo)準(zhǔn)差比原來(lái)來(lái)得小，意味著評(píng)估的準(zhǔn)確性會(huì)得到提高。

我們也有基于以大代小的項(xiàng)目對(duì)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行評(píng)估，這里評(píng)估的過(guò)程是要計(jì)算項(xiàng)目風(fēng)資源評(píng)估，以及規(guī)劃項(xiàng)目的風(fēng)資源評(píng)估方案斜方，可以計(jì)算相關(guān)系數(shù)，也可以基于方程組求解年發(fā)電量標(biāo)準(zhǔn)差的值。

小結(jié)和思考，我們考慮在運(yùn)行項(xiàng)目前期的評(píng)估和運(yùn)行的發(fā)電量偏差，把它整合到風(fēng)場(chǎng)以大代小項(xiàng)目的評(píng)估當(dāng)中來(lái)，一方面是對(duì)原來(lái)規(guī)劃風(fēng)場(chǎng)均值P50做反饋調(diào)整，另外一方面不確定度也是做反饋校正。具體的效果是基于PDM開(kāi)環(huán)評(píng)估，不考慮折減它是這樣的分布。如果經(jīng)過(guò)折減的體系后，它是達(dá)到這樣的狀況，經(jīng)過(guò)折減之后的不確定還是高知分布，它增加了折減的過(guò)程。

基于以大代小的風(fēng)資源評(píng)估，其實(shí)一定程度上是調(diào)整均值，更重要的是調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)差。因?yàn)樵u(píng)估的過(guò)程當(dāng)中，我們是降低它的標(biāo)準(zhǔn)差，我們得到的評(píng)估方案是這樣一條曲線。

這就是我個(gè)人的分享，謝謝。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）