02 算明白风,是一门生意
要把风算明白,第一步是收集数据。卫星、测风塔和激光雷达负责观察天空,数值天气预报提供大范围的天气背景,风机上的传感器和 SCADA 系统则记录每台设备真实“吃风发电”的历史。
接下来,计算模型还要把地形、海拔、地表粗糙度、空气密度等因素一同纳入。因为风经过山脊可能加速,钻进峡谷可能转向,掠过森林和建筑会产生摩擦;即使风速相同,不同型号的风机、不同叶片状态和机位布局,最终发出的电也不一样。
最后,算法再结合风机功率曲线、尾流效应和历史发电数据,把风速、风向翻译成一条不断变化的发电曲线。可以说,一阵风要经历三次“翻译”:先从天空来到场区,再从场区来到轮毂高度,最后从风速变成电量和收益。

产业链上游提供气象卫星、测风塔、激光雷达、数值天气预报等数据和设备;中游负责清洗数据、建立模型,并将风速、风向进一步转换为发电功率预测;下游则把预测结果用于风资源评估、场站运营和电力交易,最终回答风机建在哪里、明天能发多少电、应该向市场申报多少电量。
国能日新就是这门生意中颇具代表性的企业。根据其2025年年报,公司服务的新能源场站已经达到6029家,全年营业收入约7.17亿元。而这并不是一次性买卖,而是为赖以生存的能源基础提供持续不断的服务。
整个产业链,最基础的投入便是测风。但这并不是一件容易的事情。
风会随着时间、位置和高度不断变化:地面还是微风,到了百米高空可能已经足以推动叶轮;山脚和山顶相隔不过几公里,风速和风向却可能截然不同。对于一台大型风机来说,叶片扫过的垂直范围可以接近甚至超过200米,叶片转到最高处和最低处时,遇到的可能已经不是同一股风。
因此,风电场需要掌握整个场区在不同高度、不同时间的风如何流动。
目前,最传统的办法是建设测风塔,在几十米至上百米的不同高度安装风速仪和风向标,连续记录当地的风况。它的优点是数据直接、稳定,缺点也很明显:一座塔只能代表周边有限范围,遇到山地、丘陵等复杂地形,几公里之外的风就可能是另一种情况。

激光测风雷达则不需要建设高塔。它向空中发射激光,通过分析气溶胶返回信号的多普勒频移,测量不同高度的风速和风向。不过,垂直式激光雷达主要测量的仍是设备上方的一段空气,在复杂地形中,单测点难以代表整个风场。
风电场建成后,风机自身还会源源不断地产生运行数据。机舱上的传感器可以记录风速和风向,SCADA 系统则会留下每台风机的转速、功率和设备状态。这些数据最接近真实发电过程,但它们只有在风机建成后才能获得,而且机舱附近的气流已经受到叶轮和机身影响,并不完全等同于风机到来之前的自然风。
而数值天气预报,可以理解成是把大气划分成一个个网格,再计算风在网格之间如何变化。它能够覆盖更大的区域和更长的时间,却会受到观测数据稀疏、模型分辨率和复杂地形等因素影响。
总的来说,目前已有的测风体系缺乏兼顾局地精度、广域覆盖和持续更新的风场数据。