風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)(宏觀選址)

1、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)第3章 風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)（教學(xué)課件）第3章 風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址3.2 風(fēng)電機(jī)組選型3.3 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址3.4 風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.5 風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.6 風(fēng)電場(chǎng)財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址基本概念影響因素基本原則方法步驟3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本概念）基本概念 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址即風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址選擇。是在一個(gè)較大的地區(qū)內(nèi)，通過(guò)對(duì)若干場(chǎng)址的風(fēng)能資源和其它建設(shè)條件的分析和比較，確定風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)地點(diǎn)、開發(fā)價(jià)值、開發(fā)策略和開發(fā)步驟的過(guò)程，是企業(yè)能否通過(guò)開發(fā)風(fēng)電場(chǎng)獲取經(jīng)濟(jì)利益的關(guān)鍵。3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（影響因素）影響因素 風(fēng)能資源和其它相關(guān)氣候條件 地形和交通運(yùn)輸 工程地質(zhì) 接

2、入系統(tǒng) 其它社會(huì)政治和經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）3.1.1 風(fēng)能資源豐富，風(fēng)能質(zhì)量好建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)最基本的條件是要有高質(zhì)量的風(fēng)能資源，年平均風(fēng)速一般應(yīng)大于5m/s，風(fēng)功率密度一般應(yīng)大于150W/m2，風(fēng)功率密度大于3級(jí)。盡量有穩(wěn)定的盛行風(fēng)向，以利于機(jī)組布置風(fēng)速的日變化和年變化與當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷曲線相匹配，風(fēng)速的日變化和季節(jié)變化較小，降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊。3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）風(fēng)功率密度是風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估的綜合指標(biāo)。3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）湍流強(qiáng)度較小，盡量減輕機(jī)組的振動(dòng)、磨損，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。湍流強(qiáng)度超過(guò)0.25，建風(fēng)電場(chǎng)就要特別慎重，為了減小湍流的影響，在選址時(shí)要

3、盡量使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組避開粗糙的地表面或高大的建筑物。若條件允許，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂高度應(yīng)高出附近障礙物至少8至10m，距障礙物的距離應(yīng)為5到10倍障礙物高度氣象災(zāi)害少（臺(tái)風(fēng)、雷電、沙暴、覆冰、鹽霧等）3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）3.1.2 電網(wǎng)接入條件 并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址應(yīng)盡量靠近電網(wǎng)，從而減少線損和送出成本。選址時(shí)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的容量和結(jié)構(gòu)確定風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)規(guī)模。風(fēng)電場(chǎng)總?cè)萘坎粦?yīng)大于電網(wǎng)總?cè)萘康?%。額定電壓額定電壓/kV/kV輸送容量輸送容量/MW/MW輸送距離輸送距離/km/km額定電壓額定電壓/kV/kV輸送容量輸送容量/MW/MW輸送距離輸送距離/km/km35352 2101020205

4、0503303302 200008008002 20 00 060600 060603.53.530303 30 01001005005001000100015001500150150850850110110101050505 50 01 150507507502000200025002500500500以上以上220220100100500500100100300300表3-2 各級(jí)電壓線路的一般輸送容量和輸電距離3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）3.1.3 符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和地區(qū)發(fā)展規(guī)劃場(chǎng)址是否已作其它規(guī)劃，或和規(guī)劃中的其它項(xiàng)目有矛盾應(yīng)收集候選場(chǎng)址處有關(guān)基本農(nóng)田、壓覆礦產(chǎn)、軍事設(shè)施、文物保

5、護(hù)、風(fēng)景名勝以及其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面的資料，選址時(shí)注意避開3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）3.1.4 具備交通運(yùn)輸和施工安裝條件交通運(yùn)輸條件 港口、公路、鐵路等應(yīng)滿足風(fēng)電機(jī)組、施工機(jī)械和其它設(shè)備、材料的進(jìn)場(chǎng)要求； 風(fēng)能資源豐富的地區(qū)一般都在比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，如山脊、 戈壁灘、草原、海灘和海島等，大多數(shù)場(chǎng)址需要拓寬現(xiàn)有道路并新修部分道路以滿足設(shè)備的運(yùn)輸； 在風(fēng)電場(chǎng)選址時(shí)，應(yīng)了解候選風(fēng)場(chǎng)周圍交通運(yùn)輸情況，對(duì)風(fēng)資源相似的場(chǎng)址，盡量選擇那些離已有公路較近，對(duì)外交通方便的場(chǎng)址，以利于減少道路的投資。3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）3.1.4 具備交通運(yùn)輸和施工安裝條件施工安裝條件 應(yīng)首先收集候選場(chǎng)址周圍

6、地形圖，分析地形情況； 場(chǎng)內(nèi)施工場(chǎng)地應(yīng)滿足設(shè)備和材料的存放、風(fēng)電機(jī)組吊裝等要求； 地形復(fù)雜，不利于設(shè)備的運(yùn)輸、安裝和管理，裝機(jī)規(guī)模也受到限制，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模開發(fā)，場(chǎng)內(nèi)交通道路投資相對(duì)也大。3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）3.1.5 地理及地質(zhì)情況（保證工程安全）地理位置 要遠(yuǎn)離強(qiáng)地震帶、火山頻繁爆發(fā)區(qū)、洪澇災(zāi)害區(qū)，以及具有考古意義及特殊使用價(jià)值的地區(qū)； 考慮空氣密度的影響； 應(yīng)遠(yuǎn)離人口密集區(qū)，以減小風(fēng)電場(chǎng)對(duì)人類生活等方面的影響（如運(yùn)行噪聲及葉片飛出傷人等）：u應(yīng)使居民區(qū)的噪聲小于45dB(A)u大型風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)遠(yuǎn)離居住區(qū)至少500m3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）3.1.5 地理及地質(zhì)情況（保證

7、工程安全）地質(zhì)情況風(fēng)電場(chǎng)選址時(shí)要考慮所選定場(chǎng)地的土質(zhì)情況，如是否適合深度挖掘（塌方、出水等）、房屋建設(shè)施工、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組施工等，要有能詳細(xì)反映該地區(qū)水文地質(zhì)條件的資料并依照工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定；風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的位置持力層的巖層或土層應(yīng)厚度較大、變化較小、土質(zhì)均勻、承載力能滿足風(fēng)電機(jī)機(jī)組基礎(chǔ)的要求，最好是承載力強(qiáng)的基巖、密實(shí)的壤土或黏土等，并要求地下水位低，地震烈度小。3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）3.1.6 地形條件地形因素要考慮風(fēng)電場(chǎng)址區(qū)域的復(fù)雜程度場(chǎng)址地形單一，則對(duì)風(fēng)的干擾低，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在較好狀態(tài)；反之，地形復(fù)雜多變，產(chǎn)生擾流現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力及安全運(yùn)行均不利。3.1 風(fēng)

8、電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）風(fēng)電場(chǎng)最好在平坦地形建設(shè)平坦地形：在4km6km半徑范圍內(nèi)，場(chǎng)址周圍地形的高度差小于50m；并且地形高長(zhǎng)比小于0.03（即3%坡度）；還要考慮建筑物和防護(hù)林帶等地面障礙物對(duì)其附近氣流的擾動(dòng)作用。3.1.6 地形條件3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）避開鳥類的遷徙路徑、侯鳥和其它動(dòng)物的停留地或繁殖區(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)并不總是對(duì)大量夜間飛行的鳥類構(gòu)成致命危險(xiǎn)；相比之下，無(wú)線電和電視轉(zhuǎn)播塔以及它們成千上萬(wàn)的拉索對(duì)鳥類所造成的危害更大；噪聲對(duì)留鳥的影響較大，驅(qū)趕和驚擾效應(yīng)。3.1.7 滿足環(huán)境保護(hù)的要求3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）和居民區(qū)保持一定距離，避免噪聲、葉片陰影及電磁干擾

9、從噪聲影響和安全考慮，單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)遠(yuǎn)離居住區(qū)至少200m，而對(duì)大型風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，這個(gè)最小距離應(yīng)增至500m；旋轉(zhuǎn)葉片的影子是否可能投射到附近建筑物上，造成光影閃動(dòng)干擾正常生活、工作和學(xué)習(xí)；旋轉(zhuǎn)的風(fēng)電機(jī)葉片可能反射電磁波，對(duì)電視信號(hào)、無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)、微波傳輸?shù)犬a(chǎn)生影響。3.1.7 滿足環(huán)境保護(hù)的要求3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（基本原則）減少耕地、林地、牧場(chǎng)等的占用，防止水土流失；此外風(fēng)電場(chǎng)選址時(shí)應(yīng)避開自然保護(hù)區(qū)以及珍稀動(dòng)植物地區(qū)等；場(chǎng)址內(nèi)樹木應(yīng)盡量少，以便在建設(shè)和施工過(guò)程中少砍伐樹木。3.1.7 滿足環(huán)境保護(hù)的要求3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（方法步驟）方法一u在已建風(fēng)電場(chǎng)周圍未開發(fā)區(qū)域?qū)ふ覀溥x場(chǎng)址u

10、根據(jù)已建風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電情況，判斷新風(fēng)電場(chǎng)的開發(fā)前景方法二u向有關(guān)部門（如發(fā)改委、氣象部門、電力部門）或u經(jīng)驗(yàn)豐富人士咨詢方法三u根據(jù)中國(guó)氣象科學(xué)研究院等有關(guān)部門繪制的全國(guó)或地區(qū)風(fēng)能資源分布圖，選擇風(fēng)能資源豐富區(qū)作為備選場(chǎng)址方法步驟確定備選場(chǎng)址3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（方法步驟）風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址的方法步驟確定備選場(chǎng)址現(xiàn)場(chǎng)考察風(fēng)能資源測(cè)量場(chǎng)址比選3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（方法步驟）方法四u借助地形圖u從地形圖上可以判別發(fā)生較高平均風(fēng)速的典型特征是：走向和主風(fēng)向平行的隘口和峽谷高原和臺(tái)地比較突出的山脊和山峰海岸島嶼的迎風(fēng)和側(cè)風(fēng)角方法步驟確定備選場(chǎng)址3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（方法步驟）方法步驟現(xiàn)場(chǎng)考察確定備選場(chǎng)

11、之后，需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察來(lái)進(jìn)一步核實(shí)，考察的內(nèi)容有:風(fēng)能的大小u咨詢當(dāng)?shù)貧庀蟛块T，并搜集相關(guān)氣象資料u聽取當(dāng)?shù)鼐用竦拿枋鰑察看有無(wú)風(fēng)成地貌（旗形樹等）土地的可用性地形地貌、地質(zhì)交通運(yùn)輸電網(wǎng)情況初步確定測(cè)風(fēng)塔的位置3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（方法步驟）方法步驟現(xiàn)場(chǎng)考察“旗形樹”u植物因長(zhǎng)期被風(fēng)吹而導(dǎo)致枝干偏向一邊。主風(fēng)向明顯地區(qū)的樹的變形程度與年平均風(fēng)速相關(guān)性較強(qiáng)干鹽湖、沙丘和其他風(fēng)成地貌u地表物質(zhì)會(huì)因風(fēng)而移動(dòng)和沉積，形成干鹽湖、沙丘和其他風(fēng)成地貌，表明附近存在固定方向的強(qiáng)風(fēng)。如山的迎風(fēng)坡巖石裸露，山的背風(fēng)坡砂礫堆積。3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（方法步驟）方法步驟現(xiàn)場(chǎng)考察通過(guò)考察以后，綜合風(fēng)能資源和其它建

12、設(shè)條件，排除那些不具備一項(xiàng)或多項(xiàng)建設(shè)條件的地點(diǎn)，如風(fēng)能很小、接入系統(tǒng)造價(jià)很高甚至無(wú)法解決等，即可確定若干個(gè)備選場(chǎng)址。3.1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（方法步驟）方法步驟風(fēng)能資源的測(cè)量測(cè)風(fēng)塔的位置與數(shù)量測(cè)量參數(shù)測(cè)風(fēng)塔測(cè)量?jī)x器注意事項(xiàng)u足夠數(shù)量的測(cè)風(fēng)塔、足夠數(shù)量的傳感器、足夠長(zhǎng)的測(cè) 量時(shí)間u提高測(cè)量數(shù)據(jù)的完整性和可靠性經(jīng)常到現(xiàn)場(chǎng)檢查及時(shí)下載、整理和保存數(shù)據(jù)3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.

13、1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）葉片損壞的9臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組位于中等海拔高度地形相對(duì)復(fù)雜的山丘地帶，復(fù)雜地形和臺(tái)風(fēng)都會(huì)使湍流強(qiáng)度增加，加劇作用在葉片上的脈動(dòng)載荷和結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。葉片損壞的風(fēng)電機(jī)組上記錄的數(shù)據(jù)表明：瞬時(shí)極大風(fēng)速為44.9m/s50.7m/s。3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）地理位置、地形和交通條件地理位置主要影響運(yùn)輸、電網(wǎng)接入等；地形平坦單一，有利于減小湍流強(qiáng)度，有利于風(fēng)電機(jī)組的場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸、擺放，有利于吊裝機(jī)械和其它施工機(jī)械的作業(yè)，復(fù)雜地

14、形正好相反；交通條件主要比較風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)輸條件和運(yùn)輸距離；同時(shí)要考慮施工機(jī)械的進(jìn)場(chǎng)、有無(wú)橋涵需要加固，有無(wú)道路或彎道需要加寬、改造；比較解決交通所需的工程量。3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）工程地質(zhì)條件（比較基礎(chǔ)處理的難易程度）應(yīng)盡量選擇較場(chǎng)址穩(wěn)定，地震烈度小，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較好的場(chǎng)址作為風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)持力層的巖層或土層應(yīng)厚度較大、變化較小、土質(zhì)均勻、承載力能滿足風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的要求3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）接入系統(tǒng)條件（并入電網(wǎng)條件）各場(chǎng)址和現(xiàn)有變電站的距離是否需要新建、改建變電站線路的電壓等級(jí)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、容量3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）各候選風(fēng)電場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的總發(fā)電量在候選風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址內(nèi)初選某一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)型，根據(jù)地形、安裝方法、各風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)況特征，對(duì)各候選風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行布置并計(jì)算其在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的總發(fā)電量。3.1 宏觀選址（方法步驟場(chǎng)址比選）其它因素當(dāng)?shù)卣途用駥?duì)在該地區(qū)建風(fēng)電場(chǎng)的態(tài)度；用地方面