探討風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)微觀選址的重要性

探討風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)微觀選址的重要性摘要：近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)與開發(fā)處于興旺發(fā)達(dá)的階段，而風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)今后的運(yùn)行效益直接取決于場(chǎng)址和機(jī)位的有效性選擇，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)來(lái)說也有著至關(guān)重要的作用。本文結(jié)合微觀選址的重要技術(shù)要求和主要準(zhǔn)則，進(jìn)一步說明了風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)微觀選址的重要性。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)微觀選址重要性1概述在建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的初期一定要對(duì)特定地域做風(fēng)能檢測(cè)，不能僅憑借著周圍氣象站提供的風(fēng)能數(shù)據(jù)，一定要在經(jīng)選擇確定后的風(fēng)場(chǎng)內(nèi)設(shè)置2個(gè)或3個(gè)測(cè)風(fēng)塔做為期一年的實(shí)地風(fēng)能檢測(cè)，各自獲取70m高以及10m高的風(fēng)向、風(fēng)頻和風(fēng)速等多方面數(shù)據(jù)，將風(fēng)向玫瑰圖及時(shí)描繪出來(lái)。按照檢測(cè)得出的數(shù)據(jù)并參考對(duì)照當(dāng)?shù)貙?shí)際地形、上網(wǎng)與交通等條件，最后決定能否在此建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。選擇確定風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)地址后，還要將各臺(tái)風(fēng)機(jī)機(jī)位確定出來(lái)，這一過程稱之為微觀選址［1］。2微觀選址的重要技術(shù)要求在建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)時(shí)，微觀選址起到至關(guān)重要的作用，而技術(shù)要求的優(yōu)劣情況決定了場(chǎng)址的棄取，因此，對(duì)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的微觀選址有以下幾點(diǎn)重要要求，主要是為了分析建廠的可行性。2.1風(fēng)能資源有效風(fēng)能利用小時(shí)數(shù)、年平均風(fēng)速以及有效風(fēng)能功率密度等重要技術(shù)指標(biāo)均能充分體現(xiàn)出極為充裕的風(fēng)能資源。按照我國(guó)實(shí)際的風(fēng)能資源情況，可把風(fēng)能充裕區(qū)指標(biāo)設(shè)定為10m高，有效風(fēng)能利用小時(shí)數(shù)在5000h以上則超出3m/s，年平均風(fēng)速超過6m/s，有效風(fēng)能功率密度超出200w/m。在分析和計(jì)算風(fēng)能資源時(shí)，應(yīng)以一年限期的實(shí)際長(zhǎng)周期風(fēng)能檢測(cè)數(shù)據(jù)為主要依據(jù)。2.2風(fēng)向穩(wěn)定應(yīng)用實(shí)地檢測(cè)的風(fēng)向玫瑰圖來(lái)表示風(fēng)向穩(wěn)定。在風(fēng)向玫瑰圖中，最大方位的頻率通常是體現(xiàn)該風(fēng)向產(chǎn)生的次數(shù)最多，所以主導(dǎo)風(fēng)超過30%均可以看作是較為穩(wěn)定的風(fēng)向。2.3容量系數(shù)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組年度電能的凈輸出量可稱之為容量系數(shù)，即在真實(shí)負(fù)荷基礎(chǔ)上的年度電能輸出，然后除以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定容量和8760h總年度運(yùn)行量的乘積。風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)選擇的地址在容量系數(shù)超出0.3的地區(qū)會(huì)有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。2.4氣候和天象災(zāi)害對(duì)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)做選址工作時(shí)，應(yīng)充分考慮到氣候和天象機(jī)組各方面的影響因素，也就是氣象災(zāi)害，部門氣象情況極有可能嚴(yán)重威脅到風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組的使用壽命。具體氣象災(zāi)害有以下幾種：①空氣鹽霧。與海岸線相鄰的地區(qū)因?yàn)榭諝庵泻宣}霧的成分較高，所以一定要對(duì)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組予以不同一般的特殊性保護(hù)，有利于降低腐蝕程度。②冰淞。冰淞?xí)癸L(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組的靜態(tài)載荷與動(dòng)態(tài)載荷不斷增多，嚴(yán)重影響了風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組的輸電線路和輸出功率。③風(fēng)沙摩擦腐蝕。風(fēng)沙會(huì)使風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組的涂層設(shè)備、潤(rùn)滑系統(tǒng)以及零部件等裝備加速損壞，對(duì)于該現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)采取有效性解決措施加以改進(jìn)，確保機(jī)組的正常運(yùn)行。④紊流。紊流會(huì)使機(jī)組結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的震動(dòng)，嚴(yán)重的甚至?xí)苯忧趾︼L(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組的實(shí)用性，在一定程度上增加了維修費(fèi)用［2］。斷層、山地等復(fù)雜地形極易引發(fā)紊流的產(chǎn)生，所以在選址過程中應(yīng)以地勢(shì)平坦為主。3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組微觀選址的主要準(zhǔn)則通過選擇確定風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)地址后，可按照勘察和測(cè)量風(fēng)能資源得出的結(jié)果來(lái)分析地形與地貌的特點(diǎn)，然后風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組的微觀位置就可通過加大風(fēng)速的地形來(lái)明確決定。3.1微觀選址的途徑在利用風(fēng)能資源方面，國(guó)際氣象組織針對(duì)其存在的氣象問題給出了相應(yīng)的選址方法和選址框圖。開始應(yīng)先把盛行風(fēng)向確定出來(lái)，隨后根據(jù)地形進(jìn)行歸類，有效劃分為平坦和復(fù)雜這兩種地形。地面粗糙度會(huì)對(duì)平坦地形和復(fù)雜地形造成影響，此外，復(fù)雜地形還要對(duì)地形特點(diǎn)進(jìn)行全面考慮。3.2風(fēng)速受地面粗糙度、山地和障礙物的影響風(fēng)速處于近地層時(shí)會(huì)隨著高度的變化而發(fā)生顯著地改變，但因地面的粗糙程度各不一致，所以處于不同高度的風(fēng)速也有著不同的變化。氣流經(jīng)過障礙物時(shí)會(huì)在下游逐步形成擾動(dòng)區(qū)，使得處于擾動(dòng)區(qū)的風(fēng)速不斷下降，而強(qiáng)勁的湍流會(huì)直接阻礙到風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組的運(yùn)行，所以在安裝風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組時(shí)，其位置的選擇有著重要的關(guān)鍵性作用，盡力避開下流障礙物的擾動(dòng)區(qū)。通常山高在向風(fēng)面的5倍到10倍，背風(fēng)面則是15倍，這段山地的水平距離即會(huì)影響風(fēng)速，而越緩的坡度，越高的山脊，其受到背風(fēng)面影響的實(shí)際水平距離就越遠(yuǎn)［3］。3.3安裝機(jī)組間隔距離的影響在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)過程中，各機(jī)組之間一定會(huì)出現(xiàn)相互擾亂情況，而機(jī)組尾流所形成的氣動(dòng)干擾會(huì)對(duì)其造成直接性影響，風(fēng)能處于下游風(fēng)輪地區(qū)將會(huì)逐漸降低平均量和時(shí)間量，致使電量直線下降。除此之外，尾流還會(huì)額外加上風(fēng)剪切與湍流作用，促使風(fēng)輪直接受到額外的脈動(dòng)氣動(dòng)載荷，引起風(fēng)輪結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)，不斷增多疲勞度和損傷度。安裝機(jī)組的間隔距離要實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)整體效益最大化的要求，還要對(duì)提出的條件限制做適當(dāng)滿足，按照建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)地址的實(shí)際地形，合理科學(xué)的規(guī)劃各機(jī)組的布局。4風(fēng)場(chǎng)微觀選址的重要性風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)微觀選址的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①在建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)過程中，微觀選址屬于極為重要的階段，其主要職責(zé)是按照風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的選址實(shí)行風(fēng)能檢測(cè)工作，通過檢測(cè)結(jié)果得出風(fēng)點(diǎn)數(shù)據(jù)后，對(duì)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)資源進(jìn)行綜合性評(píng)估，有效計(jì)算出風(fēng)場(chǎng)總體的風(fēng)功率，依照?qǐng)鲋返木唧w地形條件以及風(fēng)分布情況實(shí)施風(fēng)機(jī)選型與風(fēng)機(jī)布點(diǎn)工作。②風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的微觀選址一般是在宏觀選址的前提下安排布設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，以便整個(gè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。由國(guó)外與國(guó)內(nèi)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)在微觀選址中發(fā)生差錯(cuò)，會(huì)使發(fā)電量造成巨大的損失，并增加了大量的維修費(fèi)用，這些損失要比詳細(xì)調(diào)查場(chǎng)址所需的費(fèi)用高出許多，所以在建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)時(shí)微觀選址有著極為重要的作用［4］。③一般情況下，微觀選址會(huì)采用到多種類型的數(shù)據(jù)，例如氣候、天象、地形、地貌、輸入風(fēng)能以及wasp軟件等，通過計(jì)算機(jī)固有功能來(lái)順利完成復(fù)雜計(jì)算。對(duì)于微觀選址應(yīng)予以重視，如若選址出現(xiàn)差錯(cuò)，那么毗鄰范圍在200米以內(nèi)的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，其輸出功率的相差額極有可能超出25%。④在風(fēng)場(chǎng)的微觀選址中應(yīng)著重注意風(fēng)能的檢測(cè)工作，有利于投資風(fēng)險(xiǎn)的降低。傳統(tǒng)能源和風(fēng)能相比較，風(fēng)能無(wú)法進(jìn)行預(yù)先測(cè)定，檢測(cè)風(fēng)能得出的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確會(huì)對(duì)風(fēng)電投資效益造成直接性影響，而檢測(cè)風(fēng)能是一項(xiàng)非常繁雜的工作，除了要測(cè)量風(fēng)速之外，還要同時(shí)對(duì)多種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，如風(fēng)向、氣壓與氣溫等，所以在建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)初期必須要做好風(fēng)能檢測(cè)工作［5］。⑤風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的重要方針是節(jié)約常規(guī)能源，降低環(huán)境污染程度，進(jìn)一步減少發(fā)電總成本，也就是社會(huì)成本與經(jīng)濟(jì)成本，所以風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的微觀選址對(duì)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)可行性來(lái)說有著至關(guān)重要的作用。風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的微觀選址不能僅憑借著當(dāng)?shù)仫L(fēng)能普查資料，必須要實(shí)施微觀選址的測(cè)量風(fēng)能工作，以便精準(zhǔn)的確定出風(fēng)力機(jī)的實(shí)際位置、年發(fā)電量、風(fēng)電場(chǎng)具體裝機(jī)容量以及風(fēng)力機(jī)尾流擾動(dòng)。⑥按照風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)實(shí)質(zhì)測(cè)量風(fēng)能數(shù)據(jù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組特性以及地形地貌特點(diǎn)，通過風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的微觀選址采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)順利實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最佳布置，以便充分發(fā)揮可利用資源，獲取最大的發(fā)電量。5結(jié)束語(yǔ)建設(shè)和開發(fā)一個(gè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，必須在早期全面了解與掌握當(dāng)?shù)氐膶?shí)際氣象資料，以便獲取最合理的測(cè)風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行為期一年的風(fēng)能資源檢測(cè)，收集好與之相關(guān)的數(shù)據(jù)。微觀選址通常要在宏觀選址的前提下對(duì)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的機(jī)組布設(shè)位置做進(jìn)一步細(xì)化工作，還要深入分析風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)布機(jī)的合理化與科學(xué)化［6］。為此，在建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)初期應(yīng)進(jìn)行微觀選址，只有這樣才能設(shè)計(jì)出最佳的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。參考文獻(xiàn)：［1］ 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