上網電量

上網電量的確定是風電場可行性研究階段的基本任務之一，年上網電量的大小直接關係到風電場的效益水平和風險程度，影響和決定着風電場的投資決策，中國普遍採用綜合折減法進行計算。

綜合折減法中的折減因子包括但不限於風電機組尾流影響、空氣密度、低温等氣候條件、控制和湍流、風電機組可利用率、風電機組功率曲線保證值、場用電、線損等，此外結合具體風電場建設條件還需要考慮周邊風場尾流影響、限電等其他因素，設計單位出於風險控制在確定折減係數時通常傾向保守。

實際上，不同項目業主具有不同的風險偏好，同一個項目業主在不同設計階段的風險態度也可能發生改變，採用綜合折減法得出單一上網電量結果的計算方式難以靈活應對，工程中往往通過修改折減係數的方式調整上網電量，但這種調整所藴含的風險很難有效控制。為滿足項目業主風險管理的需求，在風電場設計過程中應將發電量和風險進行有機結合，概率折減法本身具備保證率屬性，能夠很好地服務於風險控制決策 ^[1]  。

概率折減法又稱為不確定分析( Uncertainty Analysis) ，是國外風電項目設計上網電量的計算方法之一，中國對該方法採用相對較少。風電場的發電過程受到多種相互獨立的因素影響，年上網電量可以認為是服從正態分佈的隨機變量，概率折減法正是基於正態分佈進行建立的。

與綜合折減法類似，概率折減法同樣會考慮到多種折減因子的影響，並通過給定係數的方式間接估算。概率折減法將折減因子分為2類：第1類因子主要發生在風電場建成後的運行階段，其結果將導致發電量減小，稱為直接折減因子。

計算過程稱為直接折減；第2類因子主要發生在風資源評估階段，其結果可能導致發電量低估，也可能導致發電量高估，稱為不確定因子，計算過程稱為不確定折減。直接折減和不確定折減的計算方法是不同的，以下將分別予以介紹。

1.直接折減

直接折減考慮的因子包括風電場可利用率、控制和湍流、氣候停機、葉片污蝕、場用電及線損、變電站維護、限電、周邊風電場影響等，折減係數的統計學意義即折減因子發生的概率。表示扣除尾流損失後的理論發電量餘值( 以下簡稱尾流影響後發電量) 。需要注意的是，不同因子影響發電量計算結果的能力是有區別的，這種區別用敏感度進行描述。

敏感度定義為由不確定因子變化所引起的發電量相對變化百分比與不確定因子相對變化百分比的比值，用Su表示，單位為%。

2.不確定折減

不確定因子涵蓋了從測風塔設立至發電量估算的所有環節，其組成較為複雜，主要可以分為風速、地形模型、尾流模型和電能參數共計4類，每類因子的敏感度計算方式也不相同，現分類進行説明。

1) 測風塔安裝：測風塔安裝是否嚴格垂直安裝的不確定性、風速儀安裝角度影響風速測量的不確定性；

2) 測風儀性能：測風儀測量風速的質量及測風儀標定情況的不確定性；

3) 測風數據記錄：測風數據轉換為電子數據並進行存儲的不確定性；

4) 地形影響：測風塔周圍地形地物對風速測量影響的不確定性；

5) 測風時段：測風時段風速、風頻特徵對未來風況代表性的不確定性；

6) 水平方向推算的不確定性：由於未在每個機位處進行測風，利用現有測風塔推算其他位置風機風速的不確定性；

7) 垂直方向推算的不確定性：由於未在輪轂高度處進行測風，利用現有高度風速資料進行推算的不確定性；

8) 代表性訂正的不確定性：選擇參證氣象站並進行代表性訂正的不確定性 ^[2]  。

以中國西北地區某風電場為例，應用概率折減法計算設計年上網電量。該風電場設計安裝33台單機容量1500kW 的風力發電機組，總裝機容量49.5MW，風機輪轂高度為80m。經WindFarmer5.0軟件優化佈置後計算出該風電場的年理論發電量為14874.4 萬kWh，尾流影響後發電量為13771.2 萬kWh，平均尾流損失係數為7.42%，平均地形效率為99.645%。若採用傳統的綜合折減法，取綜合折減係數為26%計算出該風電場年上網電量為10 190.7 萬kWh，年等效滿負荷小時數為2059h，容量係數為0.235。現採用概率折減法計算風電場設計年上網電量。

採用傳統的綜合折減法計算得到的年上網電量水平(年等效滿負荷小時數為2059 h) 與項目P75 接近。

概率折減法建立在統計學理論基礎上，細緻全面地考慮了可能影響發電量的各種不利因子，折減過程依據因子的作用階段不同劃分為直接折減和不確定折減，依據因子的作用效果不同引入敏感度參數進行修正，可以發揮工程師豐富的實踐經驗確定出盡可能接近風電場實際的折減係數，計算過程科學可靠，計算結果能夠清晰地反映出上網電量的保證率水平，為項目業主進行風險決策提供強有力的技術支持，具有很強的工程實用價值 ^[3]  。