2019年5月，国家发展改革委发布《关于完善风电上网电价政策的通知》，明确了陆上风电标杆上网电价改为指导价的时间窗口。对于我国南方低风速区域的风电运营商来说，开发新项目的价值低于维护提升已有项目的价值，所以，在在运风电场更换机型的具体要求出台前，用新配置来提高在运风电场的收益率，不失为一个合理且经济的选择。

我国南方低风速区域冬季的气温相对较高，但冻雨灾害频发，出现冻雨较多的有贵州、四川、湖南、江西、湖北等省份，加之冻雨多发于高海拔山区，对风电场发电量影响极大。在风电机组叶片各除冰技术中，气热除冰技术是一种重要且有效的方法，并获得了相关基础技术研究的验证。在冰冻更严重的西欧国家，该技术已得到普遍应用。但在我国，其应用并不十分广泛。

本文针对我国南方低风速区域存量市场所面临的易结冰气候，介绍了气热除冰技术的实际应用情况，并进行经济适用性评估，为气热除冰技术在风电存量市场的推广和应用提供可行性评估依据。

风电场除冰试验

气热除冰系统主要通过叶根部的装置加热空气，然后通过鼓风机和引风管道将热空气输送到叶片内部以达到除冰、防冰的目的，该系统尤其适用于已装机的主流叶片的除冰功能技改。图1中箭头所指方向为气流方向，叶片腔内气体经过加热器加热后沿红色箭头所指方向通过玻璃钢引风管流向叶尖位置，气流从叶尖通过与腹板形成的风道形成完整的空气循环流动路线。腔内空气的循环流动可以有效加热叶片结冰的前缘重点区域，并兼顾叶片后缘和叶根段，达到叶片除冰、防冰效果。

本文选取南方某山区2MW机型叶片为研究对象，在风电机组因叶片覆冰停机情况下开展试验。融冰过程测试结果表明，该系统在环境温度为-10℃左右时（图2），能够对叶片进行有效除冰。图3是风电机组叶片在加热过程中冰层融化脱落的瞬间。

融冰过程中，将风轮保持在静止状态，用照相设备和热成像仪对试验叶片覆冰状态和表面温度分布进行观察。图4显示叶片除冰后在结冰环境下持续防冰24h后表面呈现无冰状态；图5是在该状态下的局部热成像仪温度分布检测，表面的融熔水膜维持在0℃以上。

图1 叶片热鼓风工作原理示意图

图2 -10℃左右结冰后的风电机组

测试结果表明，该系统在结冰环境下可以使叶片达到持续防冰效果，并持续正常发电。叶片除冰后使风电机组起机发电并至满出力后，观察风电机组处于结冰环境下叶片防冰的有效性和可持续性。

发电量提升评估

通过持续收集某南方风电场2018年采用气热除冰系统的风电机组结冰期的发电数据，并将该数据与同风电场普通风电机组的发电情况进行对比，对比结果如图6所示。

该风电场处于南方Ⅳ类风区，气热除冰系统的可利用率达到80%以上，通过对数据统计分析可知，在2018年冰冻期，采用气热除冰系统的风电机组与普通风电机组相比，增发18万千瓦时电量。

经济性评估及可行性论证

根据以上风电场实际运行数据，以及得出的发电量提升结论，再以湖北某风电场项目为例，进行经济性评估及可行性论证。

该项目容量为8万千瓦，准备安装32台2.5MW级的风电机组。根据风电场的气象、场址等资料得知覆冰期大约为两个月，因此，按照风电场年覆冰期60天进行计算。

一、评估方法

图3 叶片覆冰层融化脱落瞬间

图4 叶片防冰模式下的叶片表面无冰状态

图5 叶片防冰模式下的表面温度分布

图6 除冰型与普通型风电机组的发电数据对比

由于叶片结冰的形状无法预测，结冰造成的后果难以估算，对发电量造成的影响难以预测，因此，无法做到对风电场的精确测算。为使评估方法尽量科学合理，本文采用统计学方法进行评估，方法如下：

（1）核算风电场叶片覆冰期时长，包括气候结冰期和融冰期。

（2）根据风电场结冰时长假设结冰期完全不发电，和加装气热除冰装置完全发电两种极端情况。

（3）根据两种极端情况核算对应的利用小时数，得出最高利用小时数和最低利用小时数的区间。

（4）按照上述利用小时数的区间核算20年净收益（NPV）的区间，同时考虑因安装气热除冰装置增加的成本，计算20年净收益（NPV）的区间。对比净收益相同条件下，两种情况发电量的差值，即安装气热除冰装置后最少需要增加的利用小时数。

文章来源：《长江技术经济》 网址: http://www.cjjsjj.cn/qikandaodu/2020/0727/416.html