風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址微觀選址講座PPT課件

25 04 2020 1 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 微觀選址及相關(guān)軟件 劉文峰liuwenfeng 很高興有機(jī)會(huì)與大家共同討論 請(qǐng)多提寶貴意見(jiàn) 25 04 2020 2 主要內(nèi)容 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址風(fēng)電場(chǎng)微觀選址機(jī)型比選風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算WAsP軟件和WindFarmer軟件 25 04 2020 3 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 25 04 2020 4 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 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(kāi)發(fā)價(jià)值 開(kāi)發(fā)策略和開(kāi)發(fā)步驟的過(guò)程 是企業(yè)能否通過(guò)開(kāi)發(fā)風(fēng)電場(chǎng)獲取經(jīng)濟(jì)利益的關(guān)鍵 25 04 2020 5 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 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) 接入系統(tǒng) 其它社會(huì)政治和經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素 25 04 2020 6 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 基本原則1 風(fēng)能資源豐富 風(fēng)能質(zhì)量好年平均風(fēng)速一般應(yīng)大于5m s 風(fēng)功率密度一般應(yīng)大于150W m2 盡量有穩(wěn)定的盛行風(fēng)向 以利于機(jī)組布置 風(fēng)速的日變化和季節(jié)變化較小 降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊 垂直風(fēng)剪切較小 以利于機(jī)組的運(yùn)行 減少機(jī)組故障 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 選機(jī)型時(shí)要和廠家充分交流 看機(jī)組是否能夠承受 25 04 2020 7 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 基本原則2 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 3 滿(mǎn)足聯(lián)網(wǎng)要求聯(lián)網(wǎng)是風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入的必要條件 應(yīng)盡量靠近電網(wǎng) 減少線損和送出成本 根據(jù)電網(wǎng)的容量 結(jié)構(gòu) 確定建設(shè)規(guī)模與電網(wǎng)是否匹配 25 04 2020 8 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 基本原則4 具備交通運(yùn)輸和施工安裝條件港口 公路 鐵路等交通運(yùn)輸條件應(yīng)滿(mǎn)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 場(chǎng)內(nèi)施工場(chǎng)地應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)備和材料的存放 風(fēng)電機(jī)組吊裝等要求 25 04 2020 9 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 基本原則4 保證工程安全避免洪水 潮水 地震和其它地質(zhì)災(zāi)害 氣象災(zāi)害等對(duì)工程造成破壞性的影響 25 04 2020 10 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 基本原則5 滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)的要求避開(kāi)鳥(niǎo)類(lèi)的遷徙路徑 侯鳥(niǎo)和其它動(dòng)物的停留地或繁殖區(qū) 和居民區(qū)保持一定距離 避免噪聲 葉片陰影擾民 減少耕地 林地 牧場(chǎng)等的占用 25 04 2020 11 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 基本原則6 滿(mǎn)足投資回報(bào)要求盡力較低的投資和運(yùn)營(yíng)成本 獲得較高的利潤(rùn) 25 04 2020 12 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定在一個(gè)較大范圍內(nèi) 如全國(guó)或一個(gè)省 一個(gè)縣或一個(gè)電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi) 確定幾個(gè)可能建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的區(qū)域 25 04 2020 13 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定尋找備選場(chǎng)址的第一種途徑 全國(guó)已經(jīng)建成了很多風(fēng)電場(chǎng) 有些風(fēng)電場(chǎng)附近還有未開(kāi)發(fā)的區(qū)域 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(kāi)發(fā)前景 這是尋找備選場(chǎng)址的捷徑 25 04 2020 14 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定尋找備選場(chǎng)址的第二種途徑 有些地區(qū)已進(jìn)行過(guò)風(fēng)能資源的調(diào)查 可向有關(guān)部門(mén)如發(fā)改委 氣象部門(mén) 電力部門(mén)或建設(shè)經(jīng)驗(yàn)豐富的人士咨詢(xún) 25 04 2020 15 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定尋找備選場(chǎng)址的第三種途徑 中國(guó)氣象科學(xué)研究院和部分省區(qū)的有關(guān)部門(mén)繪制了全國(guó)或地區(qū)的風(fēng)能資源分布圖 按照風(fēng)功率密度和有效風(fēng)速出現(xiàn)小時(shí)數(shù)進(jìn)行風(fēng)能資源區(qū)劃 標(biāo)明了風(fēng)能豐富的區(qū)域 可用于指導(dǎo)宏觀選址 25 04 2020 16 25 04 2020 17 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定中國(guó)氣象科學(xué)研究院朱瑞兆等利用1961 1970年的氣象資料 根據(jù)有效風(fēng)能密度和利用小時(shí)數(shù)等指標(biāo) 結(jié)合天氣氣候特點(diǎn) 自然地形和水體等 將全國(guó)風(fēng)能劃分為4個(gè)大區(qū)和30個(gè)類(lèi)型區(qū) 25 04 2020 18 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定其中東南沿海 山東 遼東沿海及其海上島嶼區(qū) 內(nèi)蒙古北部 松花江下游區(qū)為風(fēng)能豐富區(qū) 東南沿海沿岸和渤海沿海區(qū) 三北的北部區(qū) 青藏高原區(qū)為風(fēng)能較豐富區(qū) 兩廣沿海區(qū) 大小興安嶺山地區(qū) 東北長(zhǎng)白山向西經(jīng)華北平原到我國(guó)西端是風(fēng)能可利用區(qū) 云貴川和南嶺地區(qū) 雅魯藏布江和昌都地區(qū) 塔里木盆地西部地區(qū)為風(fēng)能欠缺區(qū) 25 04 2020 19 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定上述的分區(qū) 僅為全國(guó)范圍對(duì)陸地的宏觀劃分 沒(méi)有把海域考慮進(jìn)去 由于當(dāng)時(shí)利用的是氣象站10米高的風(fēng)速數(shù)據(jù) 而現(xiàn)在的風(fēng)電場(chǎng)一般遠(yuǎn)離氣象站 機(jī)組的輪轂高度至少也在40米以上 所以某一風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址的風(fēng)能資源不一定嚴(yán)格符合上述分區(qū) 就一個(gè)省或更小的范圍選址來(lái)講 更多的是要借助地形圖 25 04 2020 20 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定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 25 04 2020 21 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定為了核實(shí)場(chǎng)址條件 應(yīng)該盡快組織對(duì)場(chǎng)址的實(shí)地考察 考察的內(nèi)容主要是風(fēng)能的大小 同時(shí)至少包括 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 25 04 2020 22 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定為了核實(shí)場(chǎng)址條件 應(yīng)該盡快組織對(duì)場(chǎng)址的實(shí)地考察 考察的內(nèi)容主要是風(fēng)能的大小 同時(shí)至少包括 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 25 04 2020 23 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定考察風(fēng)能的大小 主要通過(guò) 咨詢(xún)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén) 并搜集相關(guān)氣象資料 聽(tīng)取當(dāng)?shù)鼐用竦拿枋霾炜从袩o(wú)風(fēng)成地貌 25 04 2020 24 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定風(fēng)成地貌例子 旗形樹(shù) 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(shù)的變形程度與年平均風(fēng)速相關(guān)性較強(qiáng) 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 25 04 2020 25 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟1 備選場(chǎng)址的確定通過(guò)考察以后 綜合風(fēng)能資源和其它建設(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 轉(zhuǎn)入下一步工作 風(fēng)能資源測(cè)量 25 04 2020 26 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟2 風(fēng)能資源測(cè)量風(fēng)能資源測(cè)量是一項(xiàng)很重要的工作 主要指導(dǎo)文件為GB T18709 2002 風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法 這部分另有專(zhuān)家講授 我談兩點(diǎn)工作體會(huì) 1 必須在測(cè)風(fēng)階段給予足夠的投入 立足夠數(shù)量的測(cè)風(fēng)塔 安裝足夠數(shù)量的傳感器 測(cè)量足夠長(zhǎng)的時(shí)間 25 04 2020 27 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟2 風(fēng)能資源測(cè)量 2 測(cè)風(fēng)塔的位置和數(shù)量一定要在地形圖上先確定 再到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整并最終確定 否則容易可能造成測(cè)風(fēng)塔之間的位置疏密不一 25 04 2020 28 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟2 風(fēng)能資源測(cè)量 3 提高測(cè)量數(shù)據(jù)的完整性和可靠性 要經(jīng)常檢查數(shù)據(jù) 經(jīng)常到現(xiàn)場(chǎng)檢查儀器 及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 傳感器裝上以后 經(jīng)常會(huì)因?yàn)槿彪?沙塵 積冰 支撐桿彎曲甚至斷裂等造成數(shù)據(jù)的丟失或失真 用無(wú)線方式接收數(shù)據(jù)的 還要保證及時(shí)向通訊公司交費(fèi) 安排責(zé)任心強(qiáng) 接受過(guò)培訓(xùn)的人員負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作 是重要的保證措施之一 25 04 2020 29 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟2 風(fēng)能資源測(cè)量經(jīng)過(guò)至少1年的測(cè)量 數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)完整率達(dá)到90 以上 即可進(jìn)入下一步 場(chǎng)址比選 25 04 2020 30 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟3 場(chǎng)址比選根據(jù)DL T5067 1996 風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制規(guī)程 應(yīng)比較以下內(nèi)容 風(fēng)能資源和相關(guān)氣象條件 地形和交通條件 工程地質(zhì)條件 接入系統(tǒng)條件 25 04 2020 31 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟3 場(chǎng)址比選風(fēng)能資源按照GB T18710 2002 風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法 進(jìn)行評(píng)估 這里不再詳述之 相關(guān)氣象條件要提出氣溫 沙塵 鹽霧 雷電 冰雹 雨 霧 凇 臺(tái)風(fēng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組 發(fā)電量 工程施工等的影響 還應(yīng)初步選擇一種機(jī)型 比較各場(chǎng)址的年發(fā)電量 25 04 2020 32 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟3 場(chǎng)址比選比較各場(chǎng)址的地形和交通條件 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)雜多變的地形則正好相反 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 25 04 2020 33 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟3 場(chǎng)址比選比較各場(chǎng)址的工程地質(zhì)條件 比較基礎(chǔ)處理的難易程度 在風(fēng)電場(chǎng)選址時(shí) 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(mǎn)足風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的要求 25 04 2020 34 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟3 場(chǎng)址比選比較各場(chǎng)址的接入系統(tǒng)條件 比較各場(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 25 04 2020 35 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟3 場(chǎng)址比選除上述因素外 還應(yīng)考慮 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 當(dāng)?shù)厥欠褚褜?chǎng)址規(guī)劃為其它用途 或附近有無(wú)和建風(fēng)電場(chǎng)沖突的項(xiàng)目 是否涉及到建筑物拆遷 魚(yú)塘 耕地 林地的占用 地下有無(wú)礦產(chǎn) 25 04 2020 36 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟3 場(chǎng)址比選環(huán)保方面 是否涉及到自然保護(hù)區(qū) 文化遺產(chǎn) 風(fēng)景名勝 對(duì)動(dòng)植物 居民有無(wú)不良影響 總裝機(jī)容量 較大的裝機(jī)容量可以攤低道路 接入系統(tǒng)等固定成本 投資 初步做出各場(chǎng)址的投資估算 電價(jià) 預(yù)計(jì)項(xiàng)目能夠爭(zhēng)取到的電價(jià) 25 04 2020 37 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 方法步驟3 場(chǎng)址比選以上因素 要定量分析和定性分析相結(jié)合 以定量分析分析為主 對(duì)各場(chǎng)址進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 可以綜合評(píng)分 但最好作出初步的財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) 然后對(duì)各場(chǎng)址進(jìn)行綜合排序 確定開(kāi)發(fā)策略和開(kāi)發(fā)步驟 25 04 2020 38 風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址 風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址的選擇是一項(xiàng)復(fù)雜的工作 涉及到經(jīng)濟(jì)技術(shù) 自然地理 社會(huì)政治 環(huán)境保護(hù)等諸多方面 前面只是擇其要者作了一下簡(jiǎn)單介紹 在選址時(shí)應(yīng)進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究 編寫(xiě)風(fēng)電場(chǎng)選址專(zhuān)題報(bào)告 25 04 2020 39 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址即風(fēng)電機(jī)組位置的選擇 通過(guò)對(duì)若干方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 確定風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的布置方案 使風(fēng)電場(chǎng)獲得較好的發(fā)電量 25 04 2020 40 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 基本原則1 盡量集中布置 集中布置可以減少風(fēng)電場(chǎng)的占地面積 充分利用土地 在同樣面積的土地上安裝更多的機(jī)組 其次 集中布置還能減少電纜和場(chǎng)內(nèi)道路長(zhǎng)度 降低工程造價(jià) 降低場(chǎng)內(nèi)線損 25 04 2020 41 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 基本原則2 盡量減小風(fēng)電機(jī)組之間尾流影響 國(guó)外有研究成果表明 對(duì)單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組 在距風(fēng)輪2D 3D的順風(fēng)中心線處 風(fēng)速減少35 45 在距風(fēng)輪8D處 風(fēng)速減少10 尾流的直徑在距風(fēng)輪8D 10D為2 6D 2 8D 對(duì)于行距為8 11D 列距為2 3D的布置 第二排的能量損失在10 時(shí)為8 20 在平坦地區(qū)進(jìn)行的7行布置的風(fēng)電場(chǎng)的測(cè)量 其行距為9D 列距2D 第七排比第一排能量約損失20 25 04 2020 42 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 基本原則值得注意的是 多行多列布置的能量損失 和地形 地面粗糙度也有關(guān)系 所以上述試驗(yàn)只是給我們一個(gè)概念 要減小尾流影響 就要增加風(fēng)電機(jī)組之間的距離 這和集中布置的原則是矛盾的 方案比較就要在矛盾中尋求最優(yōu) 25 04 2020 43 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 基本原則一般而言 機(jī)組布置的行距為3D 5D 列距為5D 9D 單行風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)最小列距為3D 多行風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)最小列距為5D 風(fēng)向集中的場(chǎng)址列距可以小一些 風(fēng)向分散的場(chǎng)址列距就要大一些 多行布置時(shí) 呈梅花形布置尾流影響要小一些 25 04 2020 44 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 基本原則3 避開(kāi)障礙物的尾流影響區(qū) 在風(fēng)電場(chǎng)中有時(shí)會(huì)碰到障礙物 障礙物的尾流的大小和強(qiáng)弱與其大小和體型有關(guān) 研究表明 對(duì)于無(wú)限長(zhǎng)的障礙物 在障礙物下風(fēng)向40倍障礙物高度 上方2倍障礙物高度的區(qū)域內(nèi) 是較強(qiáng)的尾流擾動(dòng)區(qū) 風(fēng)電機(jī)組的布置必須避開(kāi)這一區(qū)域 25 04 2020 45 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 基本原則4 滿(mǎn)足風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)輸條件和安裝條件 在平坦地形條件下 滿(mǎn)足這一原則是很容易的的 在山區(qū) 滿(mǎn)足這一原則經(jīng)常有難度 要根據(jù)所選機(jī)型需要的運(yùn)輸機(jī)械和安裝機(jī)械的要求 機(jī)位附近要有足夠的場(chǎng)地能夠作業(yè)和擺放葉片 塔筒 道路有足夠的坡度 寬度和轉(zhuǎn)彎半徑使運(yùn)輸機(jī)械能到達(dá)所選機(jī)位 25 04 2020 46 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 基本原則5 視覺(jué)上要盡量美觀 在與主風(fēng)能方向平行的方向成列 垂直的方向上成行 行間平行 列距相同 行距大于列距發(fā)電量較高 但等距布置在視覺(jué)上較好 追求視覺(jué)上的美觀 會(huì)損失一定的發(fā)電量 因此在經(jīng)濟(jì)效益和美觀上 也要有一定的平衡 25 04 2020 47 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 方法步驟風(fēng)電機(jī)組的布置和發(fā)電量的計(jì)算 一般都借助于WAsP和WindFarmer兩個(gè)軟件 具體步驟如下 1 確認(rèn)風(fēng)電場(chǎng)可用土地的界限 2 結(jié)合地形 地表粗糙度和障礙物等 利用風(fēng)電場(chǎng)測(cè)站所測(cè)的并經(jīng)過(guò)訂正的測(cè)風(fēng)資料 在風(fēng)電場(chǎng)范圍內(nèi)繪制出一定輪轂高度的風(fēng)能資源分布圖 25 04 2020 48 風(fēng)電場(chǎng)微觀選址 方法步驟3 根據(jù)微觀選址的基本原則和風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)能資源分布圖 擬定若干布置方案 并用軟件對(duì)各方案進(jìn)行優(yōu)化 4 對(duì)各方案的發(fā)電量 尾流影響 投資差異及其它相關(guān)因素進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合比較 確定最終的布置方案 繪制風(fēng)電機(jī)組布置圖 25 04 2020 49 機(jī)型比選 風(fēng)電機(jī)組按是否接入電網(wǎng)電網(wǎng)分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩類(lèi) 我們所討論的風(fēng)電機(jī)組 如果沒(méi)有特殊說(shuō)明 一般是指并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組 25 04 2020 50 機(jī)型比選 并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展 基本上淘汰了一些不實(shí)用 技術(shù)有缺陷或者不具備商業(yè)價(jià)值的形式 形成了現(xiàn)在最常見(jiàn)的水平軸 3葉片 上風(fēng)向 管式塔的統(tǒng)一模式 風(fēng)電界對(duì)機(jī)組形式的的認(rèn)識(shí)不再有大的分歧 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組朝著大型化 高效率的方向快速發(fā)展 25 04 2020 51 機(jī)型比選 目前我國(guó)市場(chǎng)上正在銷(xiāo)售的風(fēng)電機(jī)組 單機(jī)容量從600kW到2000kW 以失速和控制方式分類(lèi) 可分為定槳距 變槳距 變速恒頻和變槳變速4種型式 25 04 2020 52 機(jī)型比選 各種機(jī)型的優(yōu)缺點(diǎn)1 定槳距風(fēng)電機(jī)組定槳距風(fēng)電機(jī)組的葉片安裝好以后不能轉(zhuǎn)動(dòng) 靠葉片的失速來(lái)調(diào)節(jié)功率的輸出 額定風(fēng)速較高 其優(yōu)點(diǎn) 1 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 易于制造 控制原理簡(jiǎn)單 易于實(shí)施 故障率較低 缺點(diǎn) 額定風(fēng)速高 風(fēng)輪轉(zhuǎn)換效率低 轉(zhuǎn)速恒定 機(jī)電轉(zhuǎn)換效率低 葉片復(fù)雜 重量大 制造較難 不宜作大風(fēng)機(jī) 25 04 2020 53 機(jī)型比選 各種機(jī)型的優(yōu)缺點(diǎn)2 變槳距風(fēng)電機(jī)組變槳距技術(shù)主要解決了風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題 三各葉片可以根據(jù)風(fēng)速大小轉(zhuǎn)動(dòng) 使風(fēng)對(duì)葉片的攻角始終保持最佳角度 提高了風(fēng)輪轉(zhuǎn)換效率 變槳距風(fēng)電機(jī)組的優(yōu)點(diǎn) 提高了風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率 更充分利用風(fēng)能 葉片相對(duì)簡(jiǎn)單 重量輕 利于造大型風(fēng)機(jī) 缺點(diǎn) 變槳機(jī)構(gòu)復(fù)雜 控制系統(tǒng)也較復(fù)雜 出現(xiàn)故障的可能性增加 25 04 2020 54 機(jī)型比選 各種機(jī)型的優(yōu)缺點(diǎn)3 變速恒頻風(fēng)電機(jī)組變速恒頻技術(shù)將風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速做成可變的 采用雙饋式發(fā)電機(jī) 通過(guò)控制使發(fā)電機(jī)在任何轉(zhuǎn)速下都始終工作在最佳狀態(tài) 機(jī)電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最高 輸出功率最大 而頻率不變 變速恒頻風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 機(jī)電轉(zhuǎn)換效率高 缺點(diǎn) 電機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和電機(jī)控制較難 25 04 2020 55 機(jī)型比選 各種機(jī)型的優(yōu)缺點(diǎn)3 變槳變速風(fēng)電機(jī)組變槳變速風(fēng)電機(jī)組將變槳和變速恒頻技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組 使其風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率和機(jī)電轉(zhuǎn)換效率都同時(shí)得到提高 變槳變速風(fēng)電機(jī)組的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 發(fā)電效率高 超出定槳距風(fēng)機(jī)10 以上 缺點(diǎn) 機(jī)械 電氣 控制部分都比較復(fù)雜 25 04 2020 56 機(jī)型比選 機(jī)型比選的主要因素1 滿(mǎn)足場(chǎng)址的氣候條件 在GB18451 1 2001idtIEC61400 1 1999 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求 中 根據(jù)輪轂高度的年平均風(fēng)速 50年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速 湍流強(qiáng)度等將風(fēng)電機(jī)組分為4個(gè)等級(jí) 同時(shí)還有一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的S級(jí) 應(yīng)根據(jù)場(chǎng)址的風(fēng)況選擇安全等級(jí)的級(jí)別 此外還應(yīng)根據(jù)氣溫范圍確定選用標(biāo)準(zhǔn)型或低溫型機(jī)組 沿海和海島地區(qū) 需注意是否對(duì)防腐和絕緣性能提出特殊要求 25 04 2020 57 機(jī)型比選 機(jī)型比選的主要因素2 注意場(chǎng)址的交通運(yùn)輸條件的制約 3 順應(yīng)風(fēng)電機(jī)組發(fā)展趨勢(shì) 盡量選用較大的單機(jī)容量較大的 采用變槳變速技術(shù)的機(jī)型 以減少風(fēng)電機(jī)組的數(shù)量 增加發(fā)電量 從而減少土地面積的占用和吊裝次數(shù) 提高經(jīng)濟(jì)效益 同時(shí)避免將來(lái)因廠家停產(chǎn)而難以找到備品備件 大型機(jī)組一般采用了更高的輸出電壓 高電壓輸出能夠降低線損和電纜造價(jià)從而降低建設(shè)和運(yùn)行成本 25 04 2020 58 機(jī)型比選 機(jī)型比選的主要因素4 價(jià)格 主要包括風(fēng)電機(jī)組的價(jià)格及其基礎(chǔ)的費(fèi)用 單機(jī)容量不同時(shí)還應(yīng)比較配套設(shè)備和設(shè)施的費(fèi)用 5 售后服務(wù) 廠家有無(wú)專(zhuān)門(mén)的服務(wù)機(jī)構(gòu)和服務(wù)設(shè)施 其它用戶(hù)對(duì)廠家的評(píng)價(jià) 25 04 2020 59 機(jī)型比選 機(jī)型比選的方法步驟1 根據(jù)交通運(yùn)輸條件和安裝條件 確定單機(jī)容量的范圍 2 根據(jù)氣候條件 確定幾種備選的機(jī)型 3 用WAsP軟件將幾種備選機(jī)型作初步布置 計(jì)算出其理論發(fā)電量 4 對(duì)各備選機(jī)型及其配套費(fèi)用作投資估算 其中風(fēng)電機(jī)組的價(jià)格用最新的招標(biāo)價(jià)格計(jì)算 25 04 2020 60 機(jī)型比選 機(jī)型比選的方法步驟5 計(jì)算各備選機(jī)型的度電成本 千瓦投資等指標(biāo) 6 結(jié)合各備選機(jī)型的特征參數(shù) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 控制方式 成熟性 先進(jìn)性 售后服務(wù)等進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 確定機(jī)型 25 04 2020 61 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 在確定了風(fēng)電場(chǎng)擬安裝的機(jī)型 輪轂高度 風(fēng)電機(jī)組的位置后 即可計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的年上網(wǎng)電量 計(jì)算的方法步驟如下 25 04 2020 62 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 1 計(jì)算各風(fēng)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論發(fā)電量 手工計(jì)算是相當(dāng)煩瑣的 這里略去不談 因?yàn)橐环矫嫦抻跁r(shí)間篇幅 另一方面現(xiàn)在可以用軟件計(jì)算了 需要準(zhǔn)備的資料有 1 數(shù)字化地形圖 比例為1 5萬(wàn)或1 2 5萬(wàn) 范圍 距離任一機(jī)位5km 若有大的水面 則距離任一機(jī)位至少10km 范圍太小 影響計(jì)算精度 等高距小于20m 25 04 2020 63 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 2 經(jīng)過(guò)訂正的場(chǎng)址測(cè)站的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)和測(cè)站的位置 風(fēng)速計(jì)高度 這些數(shù)據(jù)在風(fēng)能資源評(píng)估時(shí)已經(jīng)做出來(lái) 3 選定機(jī)型的功率曲線 推力曲線 從風(fēng)電機(jī)組制造廠家可以得到這些曲線 4 場(chǎng)址內(nèi)障礙物的大小 位置和孔積率 25 04 2020 64 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 WAsP軟件會(huì)用的人已經(jīng)比較多了 掌握起來(lái)也不難 這里我著重談幾個(gè)問(wèn)題 地形圖 圖幅要足夠大 WAsP軟件的編寫(xiě)人員建議圖幅要大于10 10km2 等高線一定要認(rèn)真輸入和檢查 避免交叉 全部位于圖幅內(nèi)的等高線要閉合 山峰和山脊的高程要特別標(biāo)示出來(lái) 粗糙度線 粗糙度線是有方向的 在輸入時(shí) 根據(jù)粗糙度西的前進(jìn)方向 分左右兩側(cè)輸入 兩側(cè)一般不同 和等高線一樣 全部位于圖幅內(nèi)的粗糙度線要閉合 25 04 2020 65 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 障礙物和粗糙度如何區(qū)分 假設(shè)物體的高度為h 如果興趣點(diǎn) 風(fēng)速計(jì)或風(fēng)電機(jī)組的輪轂處 到物體的水平距離小于50h且高度小于3h 則物體作為障礙物處理 如果興趣點(diǎn) 風(fēng)速計(jì)或風(fēng)電機(jī)組的輪轂處 到物體的水平距離大于50h或高度大于3h 則物體作為粗糙度的一個(gè)元素處理 25 04 2020 66 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 2 尾流影響修正 軟件的8 0以上版本可以自動(dòng)計(jì)算出風(fēng)電機(jī)組之間尾流影響系數(shù)并進(jìn)行電量的折減 因此尾流修正直接用軟件計(jì)算的結(jié)果 25 04 2020 67 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 3 空氣密度修正 由于場(chǎng)址的空氣密度一般不等于標(biāo)準(zhǔn)空氣密度1 225kg m3 所以要作空氣密度修正 1 優(yōu)先采用下式計(jì)算 25 04 2020 68 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 累年平均空氣密度 kg m3 P 累年平均氣壓 hPa e 累年平均水汽壓 hPa t 累年平均氣溫為 25 04 2020 69 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 2 無(wú)法得到水汽壓時(shí)采用下式計(jì)算 P 年平均大氣壓力 Pa R 氣體常數(shù) 287J kg K T 年平均空氣開(kāi)氏溫標(biāo)絕對(duì)溫度 273 25 04 2020 70 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 3 再無(wú)法得到大氣壓力時(shí)采用下式計(jì)算 353 05 T exp 0 034 z T kg m3 z 風(fēng)場(chǎng)的海拔高度 m T 年平均空氣開(kāi)氏溫標(biāo)絕對(duì)溫度 273 25 04 2020 71 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 4 可利用率折減 一般根據(jù)廠家的保證取95 即減去5 5 功率曲線保證折減 一般根據(jù)廠家的保證取95 即減去5 6 葉片污染折減 根據(jù)場(chǎng)址的空氣狀況取98 99 即減去1 2 7 湍流強(qiáng)度折減 根據(jù)湍流強(qiáng)度的大小 在92 98 取值 即減去2 8 25 04 2020 72 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 8 氣候影響折減 根據(jù)場(chǎng)址內(nèi)由于氣溫 積冰等天氣的影響而不能發(fā)電造成的電量損失比例折減 計(jì)算方法為 訂正的風(fēng)速數(shù)據(jù)要完整年 按1m s一個(gè)區(qū)間統(tǒng)計(jì)出各區(qū)間的小時(shí)數(shù) 將各區(qū)間的小時(shí)數(shù)和功率曲線對(duì)應(yīng)的功率相乘并求和 得出不受損失時(shí)全年電量 用同樣的方法求出一年內(nèi)損失的電量 求出損失電量和不受損失時(shí)全年電量的比值 即可進(jìn)行折減 風(fēng)電機(jī)組數(shù)量多時(shí) 按測(cè)風(fēng)塔數(shù)量和到測(cè)風(fēng)塔的距離將風(fēng)電機(jī)組的折減比例分組計(jì)算 25 04 2020 73 風(fēng)電場(chǎng)年上網(wǎng)電量的計(jì)算 9 損耗和廠用電折減 參照類(lèi)似已建工程估算折減系數(shù) 10 根據(jù)場(chǎng)址的具體情況 作其它折減 根據(jù)場(chǎng)址的具體情況 還可以作其它折減 經(jīng)過(guò)修正和折減以后 得到各風(fēng)電機(jī)