聚焦風資源的開發(fā)利用。為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的新能源體系，助力實現(xiàn)我國“雙碳”目標，風力發(fā)電已成為清潔能源的重點發(fā)展方向。截止2020年底，風力發(fā)電裝機2.8153億千瓦，風電累計裝機占比達12.8%，已成為我國第三大電力能源；在全球風電裝機總量中，我國也位居第一。習總書記在氣候雄心峰會上宣布到2030年，我國非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。
但是在風電場項目開發(fā)中，由于我國計算流體力學的基礎研究較為薄弱，與其相關的仿真計算軟件基本以國外進口為主，屬于典型的卡脖子關鍵技術(shù)。而且國外軟件由于對國內(nèi)風資源環(huán)境評估不足，導致對風能資源評估不準、尾流影響評估不充分，特別是在風電大基地中表現(xiàn)尤為明顯。
項目方案：隨著國家加強流體力學基礎學科與基礎計算軟件的研發(fā)投入，集中產(chǎn)學研優(yōu)勢，研究基于CFD技術(shù)的風電場空氣動力學計算與仿真平臺，打造具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心關鍵技術(shù)，促進我國風電產(chǎn)業(yè)的科學與可持續(xù)發(fā)展。十灃科技在此背景下，充分利用自主先進的CFD核心求解器技術(shù)，以核心流體力學軟件TF-QFLUX為基礎，針對我國風電場地形復雜、風況多變、項目繁多等行業(yè)痛點難點，自主開發(fā)出一套風資源評估與風場數(shù)值優(yōu)化設計軟件TF-SimFARM，以有效解決復雜地理環(huán)境下風資源評估誤差大、數(shù)據(jù)管理運維效率低等問題。
TF-SimFARM軟件主要針對風電大基地開發(fā)、復雜地形/地貌風資源開發(fā)、復雜海洋環(huán)境風資源開發(fā)等國內(nèi)風資源精準評估的技術(shù)難點和痛點，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)和國際先進水平的數(shù)值風場模擬軟件。該軟件重點開發(fā)適用于國內(nèi)復雜地形/地貌特征的精細湍流模型、大基地風機陣列尾流模型與大氣邊界層模型、復雜海況海浪模型與大氣邊界層模型、風機陣列布置數(shù)值優(yōu)化算法等核心技術(shù)。
軟件開發(fā)完成后將為風能開發(fā)人員提供高效的風場選址、風機選型與陣列優(yōu)化、風場數(shù)據(jù)管理與運維、以及以此為基礎制定優(yōu)化策略等系列解決方案，持續(xù)性提高風場開發(fā)運營市場競爭力。
產(chǎn)品優(yōu)勢：
1）完全自主可控的核心求解器。TF-SimFARM以十灃科技自主研發(fā)的CFD軟件TF-QFLUX為核心求解器，基于多面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與有限體積法，具備先進的物理建模能力和行業(yè)領先的計算精度與效率。同時具備豐富的物理模型和靈活的動網(wǎng)格算法，能夠精細模擬復雜風場的風資源分布和各類與風場有關的流體動力學問題，如風機尾流干涉、渦脫落等。
2）豐富的風機、氣象、地理數(shù)據(jù)庫管理。TF-SimFARM具備風機、氣象、地理信息數(shù)據(jù)庫功能模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)維護；軟件內(nèi)嵌有SRTM30m地形數(shù)據(jù)庫、基于GLC30資源的粗糙度數(shù)據(jù)庫；同時也支持用戶自定義上傳地理信息數(shù)據(jù)，以及用戶地形圖的拼接、擴展。
3）豐富的解析尾流模型與獨有的數(shù)值尾流模型。TF-SimFARM軟件提供有豐富的解析尾流模型，如Park、Frandsen、Bastankhah模型等。同時提供有致動盤、致動線數(shù)值尾流模型，精細化數(shù)值模擬風機結(jié)構(gòu)與陣列尾流效應。精細模擬風機陣列尾流特征及其功率變化規(guī)律，為尾流分析與風場優(yōu)化提供更準確、可信的數(shù)據(jù)支撐。
此外，還有豐富的2D、3D后處理效果；云端HPC計算，可實現(xiàn)智能調(diào)優(yōu)計算資源分配等。
項目意義：TF-SimFARM軟件打破了國外商業(yè)軟件在風資源評估、風場選址等領域的壟斷格局，對我國風電場規(guī)劃設計、擴大風能開發(fā)可利用區(qū)域、提高風能利用效率，加速推動我國風電產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展具有里程碑式的意義。
