【风力发电场开发必备指南】

IEC 61400-15-1与IEC 61400-15-2

一、制定背景

在IEC 61400-15系列标准制定之前，不同机构进行风能资源评估时，采用的方法、数据质量要求、模型选择、不确定性处理方式等差异巨大，同一个项目由不同机构评估，结果可能相差甚远，暴露出了风能资源评估方法不一致与结果不可比的问题，直接影响了投资方在风电项目的发电量预测、经济收益和投资风险方面的决策。

IEC/TC 88于2013年成立工作组着手编写IEC 61400-15标准，致力于完善风电场风资源、场址适应性输入条件以及发电量的评估方法。鉴于终端用户对场址适应性标准和发电量评估标准的不同需求，且考虑到编写进度等因素，工作组在2019年决定将IEC 61400-15标准分为两个系列标准，其中IEC 61400-15-1《风能发电系统 第15-1部分：风力发电机组场址适应性输入条件》已于2025年3月正式发布。但是IEC 61400-15-2《风能发电系统 第15-2部分：风电场风资源与发电量评估与报告编制框架》的编制过程并非一帆风顺，由于编写周期过长，曾被 IEC 秘书处要求中止项目。不过，在2024年6月重新提交NP（New Proposal）并审核通过后，该标准再次启动编制。2024年11月，在美国丹佛召开了重启后的首次实体会议，会上制定了工作组计划和任务项，计划在 2025年11月前完成IEC 61400-15-2 CD版的编制。

二、IEC 61400-15-1：风电项目定场址设计的指路明灯

IEC 61400-1：2019《风能发电系统 第1部分：设计要求》第11.9节从风电机组设计和定场址适应性评估的角度，给出了关键风参数的要求。在没有IEC 61400-15-1时，这对于风电项目风资源评估工作评估哪些风参数提供了明确的指示，对于风电行业从业者，尤其是风资源工程师具有鲜明的指导意义。

但是，IEC 61400-1：2019并没有从风资源评估的实施层面给出较为具体的风参数计算要求和计算方法，尤其是对于定场址适应性评估非常重要的湍流强度、极限风速。由于缺乏一套系统性的针对定场址设计风资源评估的标准体系，不同机构对于同一项目的评估结果往往差异较大，长此以往不利于风电行业的健康发展。

IEC 61400-15-1：2025规定了风力发电机组场址适应性输入条件的要求，重点关注影响机组载荷的关键风参的要求及计算方法，包括风频、极限风速、湍流强度、入流角、风切变、空气密度等。此外，标准还涉及极端风速分布评估、极端风速长期订正、中尺度模式的时空分辨率校正的要求等。

例如，针对关键风况参数——湍流强度、极限风速，标准明确指出：在湍流垂直外推时，可假定风速标准差保持恒定；处理数据样本数过少的湍流区间时，可使用IEC 61400-1：2019所述的正常湍流模型进行外推；在评估极限风速时，更推荐采用独立风暴法，并推荐采用风速最大的0.1%风速序列得到的大风风切进行极值风速的垂直外推等。

总之，IEC 61400-15-1：2025标准通过精细化环境参数评估，减少因湍流、极端风速导致的机组故障，延长了设备寿命。标准中提及的数值模型（如CFD、中尺度模型）与长期数据校准等方法，更是加速了国产风资源评估软件的迭代升级。作为 IEC 61400系列标准中有关机组环境参数的补充说明，该标准的发布完善了风电场风资源、场址适应性输入条件的评估方法，填补了IEC 61400系列中有关风资源评估“空缺”的一环，有助于提高评估准确度，规范行业内的风资源评估工作，减少不同机构对于相同项目评估结果的差异，对推动风电行业的健康发展具有重要意义。

三、IEC 61400-15-2：风电项目投资决策的“风”控准则

当前行业主流采用“综合折减法”进行发电量评估。该方法将理论发电量作为基础，通过经验折减的方式，依次对各类损失因素（如风资源偏差、设备性能衰减、可利用率、限电等）进行估算，最终得到一个单一的发电量结果。尽管这种方法操作简便、符合工程直觉，但其最大的问题在于：折减系数的取值依赖于工程师的个人经验和判断，不同团队、不同开发商甚至同一团队在不同项目上的判断都可能不同，缺乏科学的统一标准。最终往往只输出一个“发电量数字”，没有置信区间、概率分布或误差来源的任何解释，无法有效体现该结果的可信度和风险范围。投资方和金融机构只能依赖这个“单值”来决策，缺乏对发电量预测风险的量化认知，极易造成误判，尤其是在边际收益项目中风险极高。

而IEC 61400-15-2的重点内容是不确定性分析，它将发电量评估的不确定性细分为多个类别和子类别，为风电行业提供了统一的分析框架。这些不确定性来源广泛，包括风资源测量误差、风机性能波动、尾流效应的不确定性、环境因素变化（如气温、气压、湿度等）以及模型本身的误差等。标准明确了每种不确定性的技术内涵，并逐步完善其计算方法。通过对不确定性的量化分析，能够更准确地评估风电场发电量的可靠性，为项目投资决策提供有力依据。

IEC 61400-15-2作为风电行业风资源和发电量评估的重要标准，为行业提供了全面、科学的评估框架和方法。尽管目前仍处于编制完善阶段，但已在实际项目中展现出显著的应用价值。随着标准的不断完善和广泛应用，它将持续提升风电项目评估的质量，促进技术进步与行业规范化发展，为全球风电行业的可持续发展注入强大动力。

四、风资源评估标准体系建设：千里之行，始于足下

风资源技术体系建设不是一朝一夕之事，尽管IEC 61400-15-1的正式发布已经具备了划时代的意义，但是在风资源评估实际工作中，仍然有很多细节层面的问题需进一步完善。

而要完善风资源技术体系的这些细节问题，需要多方共同努力：科研机构应加大对复杂地形风场特性、不同气候条件影响机制等基础研究的投入，通过实地观测、数值模拟等手段，深入探索风资源变化规律，为标准的细化提供理论支撑。设备制造企业需根据不同应用场景，研发更适应复杂环境的测风设备，提高数据采集的准确性和稳定性。同时，标准化机构应结合实际工作经验和科研成果，制定更具针对性和可操作性的补充标准和实施细则，定期对标准进行修订和更新，确保其紧跟行业发展步伐。