探討風力發(fā)電場微觀選址的重要性

探討風力發(fā)電場微觀選址的重要性摘要：近年來，我國風力發(fā)電場的建設與開發(fā)處于興旺發(fā)達的階段，而風力發(fā)電場今后的運行效益直接取決于場址和機位的有效性選擇，對于風力發(fā)電場的建設來說也有著至關重要的作用。本文結合微觀選址的重要技術要求和主要準則，進一步說明了風力發(fā)電場微觀選址的重要性。關鍵詞：風力發(fā)電場微觀選址重要性1概述在建設風力發(fā)電場的初期一定要對特定地域做風能檢測，不能僅憑借著周圍氣象站提供的風能數(shù)據(jù)，一定要在經選擇確定后的風場內設置2個或3個測風塔做為期一年的實地風能檢測，各自獲取70m高以及10m高的風向、風頻和風速等多方面數(shù)據(jù)，將風向玫瑰圖及時描繪出來。按照檢測得出的數(shù)據(jù)并參考對照當?shù)貙嶋H地形、上網與交通等條件，最后決定能否在此建設風力發(fā)電場。選擇確定風力發(fā)電場的建設地址后，還要將各臺風機機位確定出來，這一過程稱之為微觀選址［1］。2微觀選址的重要技術要求在建設風力發(fā)電場時，微觀選址起到至關重要的作用，而技術要求的優(yōu)劣情況決定了場址的棄取，因此，對風力發(fā)電場的微觀選址有以下幾點重要要求，主要是為了分析建廠的可行性。2.1風能資源有效風能利用小時數(shù)、年平均風速以及有效風能功率密度等重要技術指標均能充分體現(xiàn)出極為充裕的風能資源。按照我國實際的風能資源情況，可把風能充裕區(qū)指標設定為10m高，有效風能利用小時數(shù)在5000h以上則超出3m/s，年平均風速超過6m/s，有效風能功率密度超出200w/m。在分析和計算風能資源時，應以一年限期的實際長周期風能檢測數(shù)據(jù)為主要依據(jù)。2.2風向穩(wěn)定應用實地檢測的風向玫瑰圖來表示風向穩(wěn)定。在風向玫瑰圖中，最大方位的頻率通常是體現(xiàn)該風向產生的次數(shù)最多，所以主導風超過30%均可以看作是較為穩(wěn)定的風向。2.3容量系數(shù)風力發(fā)電場機組年度電能的凈輸出量可稱之為容量系數(shù)，即在真實負荷基礎上的年度電能輸出，然后除以風力發(fā)電機組的額定容量和8760h總年度運行量的乘積。風力發(fā)電場選擇的地址在容量系數(shù)超出0.3的地區(qū)會有十分顯著的經濟效益。2.4氣候和天象災害對風力發(fā)電場的建設做選址工作時，應充分考慮到氣候和天象機組各方面的影響因素，也就是氣象災害，部門氣象情況極有可能嚴重威脅到風力發(fā)電場機組的使用壽命。具體氣象災害有以下幾種：①空氣鹽霧。與海岸線相鄰的地區(qū)因為空氣中含有鹽霧的成分較高，所以一定要對風力發(fā)電場機組予以不同一般的特殊性保護，有利于降低腐蝕程度。②冰淞。冰淞會使風力發(fā)電場機組的靜態(tài)載荷與動態(tài)載荷不斷增多，嚴重影響了風力發(fā)電場機組的輸電線路和輸出功率。③風沙摩擦腐蝕。風沙會使風力發(fā)電場機組的涂層設備、潤滑系統(tǒng)以及零部件等裝備加速損壞，對于該現(xiàn)象應及時采取有效性解決措施加以改進，確保機組的正常運行。④紊流。紊流會使機組結構發(fā)生較大的震動，嚴重的甚至會直接侵害風力發(fā)電場機組的實用性，在一定程度上增加了維修費用［2］。斷層、山地等復雜地形極易引發(fā)紊流的產生，所以在選址過程中應以地勢平坦為主。3風力發(fā)電機組微觀選址的主要準則通過選擇確定風力發(fā)電場的建設地址后，可按照勘察和測量風能資源得出的結果來分析地形與地貌的特點，然后風力發(fā)電場機組的微觀位置就可通過加大風速的地形來明確決定。3.1微觀選址的途徑在利用風能資源方面，國際氣象組織針對其存在的氣象問題給出了相應的選址方法和選址框圖。開始應先把盛行風向確定出來，隨后根據(jù)地形進行歸類，有效劃分為平坦和復雜這兩種地形。地面粗糙度會對平坦地形和復雜地形造成影響，此外，復雜地形還要對地形特點進行全面考慮。3.2風速受地面粗糙度、山地和障礙物的影響風速處于近地層時會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速也有著不同的變化。氣流經過障礙物時會在下游逐步形成擾動區(qū)，使得處于擾動區(qū)的風速不斷下降，而強勁的湍流會直接阻礙到風力發(fā)電場機組的運行，所以在安裝風力發(fā)電場機組時，其位置的選擇有著重要的關鍵性作用，盡力避開下流障礙物的擾動區(qū)。通常山高在向風面的5倍到10倍，背風面則是15倍，這段山地的水平距離即會影響風速，而越緩的坡度，越高的山脊，其受到背風面影響的實際水平距離就越遠［3］。3.3安裝機組間隔距離的影響在風力發(fā)電場建設過程中，各機組之間一定會出現(xiàn)相互擾亂情況，而機組尾流所形成的氣動干擾會對其造成直接性影響，風能處于下游風輪地區(qū)將會逐漸降低平均量和時間量，致使電量直線下降。除此之外，尾流還會額外加上風剪切與湍流作用，促使風輪直接受到額外的脈動氣動載荷，引起風輪結構發(fā)生振動，不斷增多疲勞度和損傷度。安裝機組的間隔距離要實現(xiàn)風力發(fā)電場整體效益最大化的要求，還要對提出的條件限制做適當滿足，按照建設風力發(fā)電場地址的實際地形，合理科學的規(guī)劃各機組的布局。4風場微觀選址的重要性風力發(fā)電場微觀選址的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①在建設風力發(fā)電場過程中，微觀選址屬于極為重要的階段，其主要職責是按照風力發(fā)電場的選址實行風能檢測工作，通過檢測結果得出風點數(shù)據(jù)后，對風力發(fā)電場內的風資源進行綜合性評估，有效計算出風場總體的風功率，依照場址的具體地形條件以及風分布情況實施風機選型與風機布點工作。②風力發(fā)電場的微觀選址一般是在宏觀選址的前提下安排布設風力發(fā)電機組，以便整個風力發(fā)電場能夠取得良好的經濟效益。由國外與國內的實際經驗可知，風力發(fā)電場在微觀選址中發(fā)生差錯，會使發(fā)電量造成巨大的損失，并增加了大量的維修費用，這些損失要比詳細調查場址所需的費用高出許多，所以在建設風力發(fā)電場時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、輸入風能以及wasp軟件等，通過計算機固有功能來順利完成復雜計算。對于微觀選址應予以重視，如若選址出現(xiàn)差錯，那么毗鄰范圍在200米以內的兩臺風機，其輸出功率的相差額極有可能超出25%。④在風場的微觀選址中應著重注意風能的檢測工作，有利于投資風險的降低。傳統(tǒng)能源和風能相比較，風能無法進行預先測定，檢測風能得出的數(shù)據(jù)是否準確會對風電投資效益造成直接性影響，而檢測風能是一項非常繁雜的工作，除了要測量風速之外，還要同時對多種參數(shù)進行測量，如風向、氣壓與氣溫等，所以在建設風力發(fā)電場初期必須要做好風能檢測工作［5］。⑤風力發(fā)電場的重要方針是節(jié)約常規(guī)能源，降低環(huán)境污染程度，進一步減少發(fā)電總成本，也就是社會成本與經濟成本，所以風力發(fā)電場的微觀選址對建設項目經濟可行性來說有著至關重要的作用。風力發(fā)電場的微觀選址不能僅憑借著當?shù)仫L能普查資料，必須要實施微觀選址的測量風能工作，以便精準的確定出風力機的實際位置、年發(fā)電量、風電場具體裝機容量以及風力機尾流擾動。⑥按照風力發(fā)電場實質測量風能數(shù)據(jù)、風力發(fā)電機組特性以及地形地貌特點，通過風力發(fā)電場的微觀選址采用計算機模擬技術來順利實現(xiàn)風力發(fā)電機組的最佳布置，以便充分發(fā)揮可利用資源，獲取最大的發(fā)電量。5結束語建設和開發(fā)一個風力發(fā)電場，必須在早期全面了解與掌握當?shù)氐膶嶋H氣象資料，以便獲取最合理的測風點進行為期一年的風能資源檢測，收集好與之相關的數(shù)據(jù)。微觀選址通常要在宏觀選址的前提下對風力發(fā)電場的機組布設位置做進一步細化工作，還要深入分析風力發(fā)電場的各項指標，以實現(xiàn)布機的合理化與科學化［6］。為此，在建設風力發(fā)電場初期應進行微觀選址，只有這樣才能設計出最佳的風力發(fā)電場。參考文獻：［1］ 全伯仲.淺談風力發(fā)電場微觀選址的體會［j］.黑龍江科技信息，2010（03）：51-53.［2］ 徐國賓，彭秀芳，王海軍.風電場復雜地形的微觀選址［j］.水電能源科學，2010（04）：84-85.［3］張琴，楚憲峰，王改叢，于德志，田建茹，王力.青島華威風電場微觀選址研究中的數(shù)據(jù)處理［j］.可再生能源，2009（05）：413-414.［4］