風(fēng)力發(fā)電概況論文

1、風(fēng) 力 發(fā) 電 概 況 論 文目 錄引言31 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷史32 風(fēng)特性42.1 風(fēng)形成的原因42.2 近地面風(fēng)特性52.3 脈動風(fēng)特性53 風(fēng)力發(fā)電機組類型、結(jié)構(gòu)組成、工作原理63.1 恒速風(fēng)力發(fā)電機63.2 有限變速風(fēng)力發(fā)電機73.3 變速風(fēng)力發(fā)電機73.3.1有刷雙饋異步發(fā)電機73.3.2電勵磁同步發(fā)電機83.3.3永磁同步發(fā)電機94 風(fēng)力發(fā)電場及投資104.1風(fēng)電場宏觀選址程序104.2、風(fēng)力發(fā)電機選址的原則104.2.1、選擇風(fēng)能質(zhì)量好的地區(qū)114.2.2、要有穩(wěn)定的盛行風(fēng)向114.2.3、風(fēng)速日變化和季節(jié)變化小114.2.4 風(fēng)力發(fā)電機高度范圍內(nèi)風(fēng)垂直切變要小114.2.5

2、、湍流強度要小114.3 風(fēng)能資源的評估124.4 風(fēng)力發(fā)電投資124.4.1 政策因素對風(fēng)電電價的影響135 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢136 結(jié)語15引 言風(fēng)能是取之不盡、用之不竭、潔凈無污染的可再生能源?？稍偕茉窗L(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等。風(fēng)力發(fā)電是可再生能源領(lǐng)域中除水能外技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。近年來越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球可用來發(fā)電的風(fēng)能資源有100億千瓦，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。發(fā)展風(fēng)力發(fā)電對于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減輕環(huán)境污染、解決能源危機等方面有著非常重要的意義。1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷史風(fēng)力

3、機最早出現(xiàn)在三千年前,當(dāng)時主要用于碾米和提水。1887-1888年冬，美國人Brush安裝了一臺被現(xiàn)代人認為是第一臺自動運行的且用于發(fā)電的風(fēng)力機。它是個寵然大物葉輪直徑是17米，有144個由雪松木制成的葉片。風(fēng)力機運行了約20年，用來給他家地窯里的蓄電池充電。這臺發(fā)電機僅為12千瓦。這是因為低轉(zhuǎn)速風(fēng)機效率不可能太高。丹麥人Poul la Cour隨后發(fā)現(xiàn)了快速轉(zhuǎn)動、葉片數(shù)少的風(fēng)力機，在發(fā)電時比低轉(zhuǎn)速的風(fēng)力機效率高得多。在二次世界大戰(zhàn)期間，丹麥工程公司F.L.Smidth（現(xiàn)在是水泥機械制造商）安裝了一批兩葉片和三葉片的風(fēng)機。丹麥風(fēng)機制造商已經(jīng)生產(chǎn)出了兩葉片的風(fēng)機，盡管所謂的“丹麥概念”是三葉片

4、的風(fēng)機。所有這些風(fēng)機（與它們的前輩一樣）發(fā)的是直流電。這些三葉片F(xiàn).L.Smidth 風(fēng)機于1942年安裝在Bobo島，它們看起來很象“丹麥”風(fēng)機。這些風(fēng)機是風(fēng)-柴系統(tǒng)中的一部分，給小島供電。1951年，這些直流發(fā)電機被35kW的交流異步發(fā)電機取代，如此一來，第二臺生產(chǎn)交流電的風(fēng)機問世了。1950年，Johannes Juul在丹麥的Vester Egesborg成為了世界上開發(fā)第一臺交流風(fēng)力發(fā)電機的先驅(qū)。創(chuàng)新的200KW Gedser 風(fēng)力發(fā)電機在1956-57年由Johannes Juul為SEAS電力公司建成，風(fēng)機安裝在丹麥南部的Gedser海岸。三葉片，上風(fēng)向，帶有電動機械偏航和異步發(fā)

5、電機的風(fēng)力發(fā)電機是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計先驅(qū)。這臺風(fēng)力機是失速調(diào)節(jié)型風(fēng)力機，Johannes Juul發(fā)明了緊急氣動葉尖剎車，在風(fēng)機過速時通過離心力的作用釋放?；旧?，現(xiàn)代失速型風(fēng)力發(fā)電機上使用著相同的系統(tǒng)。這臺風(fēng)力發(fā)電機，在隨后的很多年中一直是世界上最大的。它在無需維護的情況下，運行了11年。風(fēng)力機的機艙和葉輪現(xiàn)在在丹麥電力博物館中展出。1980-1981年開發(fā)的55KW風(fēng)力發(fā)電機的出現(xiàn)是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機工業(yè)和技術(shù)上的一個突破。隨著這種風(fēng)力發(fā)電機的誕生，風(fēng)力發(fā)電每度電的成本下降了約50%。風(fēng)能工業(yè)變得越來越專業(yè)了，此外相應(yīng)的由RISO國家實驗室開發(fā)的歐洲風(fēng)圖譜對降低度電成本也是非常重要的。這張照

6、片展示的是Nortank55kW風(fēng)力發(fā)電機組獨特的選址思維方式，這些風(fēng)機安裝在丹麥一個港口碼頭。 在八十年代初，數(shù)千臺風(fēng)力發(fā)電機被運送到美國加利福尼亞。Micon 55kW風(fēng)力發(fā)電機也是其中之一，它被運到加州Palm Springs的一個擁有一千多臺風(fēng)力機的大型風(fēng)電場。早5年開始制造風(fēng)力機的丹麥制造商比其它國家的公司銷售業(yè)績更佳。在加利福尼亞有將近一半的風(fēng)機來自丹麥。大約在1985年，在加利福尼亞支持計劃終結(jié)的前一夜，美國的風(fēng)能市場消失了。盡管看起來市場已經(jīng)堀起，但從那時起只有很少量的裝機投運?，F(xiàn)在德國已成為世界上最大的風(fēng)電市場，而且德國的裝機也是世界上最大的。1980年以來，風(fēng)力發(fā)電進入了另

7、一個大發(fā)展的時期，在世界各國都進入了實際應(yīng)用階段。截止到2008年12月底，全球總裝機容量已經(jīng)超過了 121GW?？傃b機量前五的國家分別是美國 (25.17GW)，德國 (23.90GW)，西班(16.75GW)，中國 (12.21GW)和印度 (6.45GW)。歐洲一些國家的風(fēng)力發(fā)電裝機容量已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)?shù)谋壤绲聡?、西班牙、丹麥、荷蘭等國已經(jīng)具有了長期運行50kW、100kW、 200kW、500kW、1.5MW乃至4MW風(fēng)力發(fā)電機的成功經(jīng)驗。隨著風(fēng)電裝機量的增大，其配套設(shè)施，發(fā)電質(zhì)量要求，控制系統(tǒng)和成本的要求都進一步提高，也促成了新一輪的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展高潮。2 風(fēng)特性2.1 風(fēng)形成的原

8、因風(fēng)是空氣相對與地球表面的運動， 主要是由于地球上各緯度所接受的太陽輻射強度不同而形成的。高緯度與低緯度之間的溫度差異，形成了南北之間的氣壓梯度，使空氣做水平運動，風(fēng)應(yīng)沿水平氣壓梯度方向吹， 即垂直與等壓線從高壓向低壓吹。另外，地球在不停的自轉(zhuǎn)，使空氣水平運動發(fā)生偏向的力，稱為地轉(zhuǎn)偏向力，這種力使北半球氣流向右偏轉(zhuǎn)， 南半球向左偏轉(zhuǎn)，所以地球大氣運動除受氣壓梯度力外，還要受地轉(zhuǎn)偏向力（科里奧利力）的影響。具體到某一特定地區(qū)， 自然風(fēng)的形成還要受氣象條件如季節(jié)、洋流，地表特征如海拔、地形和地面粗糙度等多種因素的影響。2.2 近地面風(fēng)特性 風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)特性指的是近地面大氣邊界層最底層100m 以下

9、氣流的流動情況。用風(fēng)速的大小、方向和湍流強度等反映風(fēng)特性的特征量描述。一般可分為平均風(fēng)特性和脈動風(fēng)特性來進行研究。 平均風(fēng)特性平均風(fēng)特性包括：平均風(fēng)速、平均風(fēng)向、風(fēng)速廓線和風(fēng)頻曲線等。一般來說，這類數(shù)據(jù)由常年的氣象數(shù)據(jù)記錄得出。2.2.1 平均風(fēng)向。風(fēng)向指風(fēng)的方向， 一般用16個方位來表示。根據(jù)氣象臺站提供的記錄數(shù)據(jù)，按月，季節(jié)、年來統(tǒng)計風(fēng)向變化的平均值，來判斷某一地區(qū)的風(fēng)向變化情況， 下面以我國某一沿海城市的測風(fēng)數(shù)據(jù)為例繪制出風(fēng)向玫瑰圖加以說明。其中，各方位輻射線的長度代表風(fēng)向頻度， 即不同方位上記錄的次數(shù)占全月總記錄次數(shù)的百分比。從圖中不難看出：此地秋冬季節(jié)盛行東北風(fēng)，而春節(jié)有兩個主風(fēng)向：

10、東北和東南。夏季風(fēng)向變化較大主要是西南和東南方向范圍內(nèi)變化。2.2.2 平均風(fēng)速。風(fēng)速是指單位時間內(nèi)空氣在水平方向上移動的距離， 平均風(fēng)速是指在某時距內(nèi)，空間某點上各瞬時風(fēng)速的平均值。其值的大小與時距的選取有很大的關(guān)系。由范德豪芬的實驗可知，周期在10min 到1h 范圍內(nèi)功率頻譜曲線比較平坦， 平均風(fēng)速時距取在此范圍內(nèi)可忽略湍流引起的天氣變化， 我國規(guī)范規(guī)定的時距為10min。平均風(fēng)速隨時間和空間變化，但具有一定的統(tǒng)計規(guī)律，如日、月、季節(jié)變化規(guī)律。平均風(fēng)速的日變化規(guī)律最為顯著。除去天氣變化因素的影響， 秋季最大風(fēng)速出現(xiàn)在上午10 點到12 點之間， 冬季最大風(fēng)速大多數(shù)出現(xiàn)在午后。兩者最小風(fēng)速

11、出現(xiàn)在下午18 點到20 點之間。產(chǎn)生這種變化的原因是由于太陽輻射的日變化而導(dǎo)致的地面熱力不均造成的。不同地區(qū)，不同季節(jié)因太陽輻射條件不同會有所不同。2.3 脈動風(fēng)特性 脈動風(fēng)具有隨機性, 隨時間和空間隨機地變化。包括：脈動風(fēng)速、脈動系數(shù)、風(fēng)向變化、湍流強度、湍流積分尺度、脈動風(fēng)功率譜和空間相關(guān)系數(shù)等。2.3.1 脈動風(fēng)速。脈動風(fēng)速指的是某時刻t，空間某點上的瞬時風(fēng)速與平均風(fēng)速的差值。其表達式為 V'(t)=V(t)-V (1)脈動風(fēng)速的變化情況可由氣象臺站的統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出。2.3.2 湍流強度。湍流強度反應(yīng)的是風(fēng)速隨時間和空間的變化程度，反應(yīng)脈動風(fēng)的相對強度，脈動風(fēng)速受地表特征和溫度層

12、結(jié)構(gòu)及地表粗糙度和高度的影響強烈。3 風(fēng)力發(fā)電機組類型、結(jié)構(gòu)組成、工作原理根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機的運行特征，風(fēng)力發(fā)電機可分為恒速風(fēng)力發(fā)電機、有限變速風(fēng)力發(fā)電機和變速風(fēng)力發(fā)電機。3.1 恒速風(fēng)力發(fā)電機恒速風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)如圖1所示，采用了籠型異步發(fā)電機，發(fā)電機通過變壓器直接接入電網(wǎng)。因為籠型異步發(fā)電機只能工作在額定轉(zhuǎn)速之上很窄的范圍內(nèi)，所以通常稱之為恒速風(fēng)力發(fā)電機。并網(wǎng)運行時，異步發(fā)電機需要從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，這惡化了電網(wǎng)的功率因數(shù)，易使電網(wǎng)無功容量不足，影響電壓的穩(wěn)定性。為此，一般在發(fā)電機組和電網(wǎng)之間配備適當(dāng)容量的并聯(lián)補償電容器組以補償無功。由于籠型異步發(fā)電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低且可

13、靠性高，比較適合風(fēng)力發(fā)電這種特殊場合，在風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的初期，籠型異步發(fā)電機得到了廣泛的應(yīng)用，有效地促進了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的興起。圖1 籠型恒速發(fā)電機系統(tǒng)隨著風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用的深入，恒速籠型異步發(fā)電機具有的一些固有缺點逐步顯現(xiàn)出來，主要是籠型異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速只能在額定轉(zhuǎn)速之上l一5內(nèi)運行，輸人的風(fēng)功率不能過大或過小，若發(fā)電機超過轉(zhuǎn)速上限，將進入不穩(wěn)定運行區(qū)。因此，在多數(shù)場合需將2臺分別為高速和低速的籠型異步發(fā)電機組合用，以充分利用中低風(fēng)速的風(fēng)能資源。另外，風(fēng)速的波動使風(fēng)力機的氣動轉(zhuǎn)矩隨之波動，因為發(fā)電機轉(zhuǎn)速不變，風(fēng)力機和發(fā)電機之間的軸承、齒輪箱將會承受巨大的機械摩擦和疲勞應(yīng)力。而且，由于風(fēng)力機的速度不能調(diào)節(jié)，

14、不能從空氣中捕獲最大風(fēng)能，效率較低。齒輪箱的存在增加了風(fēng)力機的重量和系統(tǒng)的維護性，影響了系統(tǒng)效率，增加了噪聲。3.2 有限變速風(fēng)力發(fā)電機有限變速風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)如圖2所示，發(fā)電機采用繞線式異步發(fā)電機。繞線式異步發(fā)電機轉(zhuǎn)子外接可變電阻，其工作原理是通過電力電子裝置調(diào)整轉(zhuǎn)子回路的電阻，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)差率，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)差率可增大至10，實現(xiàn)有限變速運行，提高輸出功率。同時，采用變槳距調(diào)節(jié)及轉(zhuǎn)子電流控制，以提高動態(tài)性能，維持輸出功率穩(wěn)定，減小陣風(fēng)對電網(wǎng)的擾動。然而，由于外接電阻消耗了大量能量，電機效率降低了。有些文獻也把這種發(fā)電系統(tǒng)稱為高轉(zhuǎn)差率異步發(fā)電機系統(tǒng)。圖2 繞線式有限變速發(fā)電機系統(tǒng)3.3 變

15、速風(fēng)力發(fā)電機 3.3.1有刷雙饋異步發(fā)電機由雙饋異步發(fā)電機(Doubly fed induction generator，DFIG)構(gòu)成的變速恒頻控制方案是在轉(zhuǎn)子電路實現(xiàn)的，如圖3所示。流過轉(zhuǎn)子回路的功率是雙饋發(fā)電機的轉(zhuǎn)速運行范圍所決定的轉(zhuǎn)差功率，該轉(zhuǎn)差功率僅為定子額定功率的一小部分。一般來說，轉(zhuǎn)差率為同步速附近30左右，因此，與轉(zhuǎn)子繞組相連的勵磁變換器的容量也僅為發(fā)電機容量的30左右，這大大降低了變換器的體積和重量。采用雙饋發(fā)電方式，突破了機電系統(tǒng)必須嚴格同步運行的傳統(tǒng)觀念，使原動機轉(zhuǎn)速不受發(fā)電機輸出頻率限制，而發(fā)電機輸出電壓和電流的頻率、幅值和相位也不受轉(zhuǎn)子速度和瞬時位置的影響，變機電系統(tǒng)

16、之問的剛性連接為柔性連接。圖3 饋式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)相對于繞線式發(fā)電機，雙饋發(fā)電機的轉(zhuǎn)子能量沒有被消耗掉，而是可以通過變換器在發(fā)電機轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)之間雙向流通。變換器可以提供無功補償，平滑并網(wǎng)電流正是DFIG具有上述優(yōu)點，目前大多數(shù)大可變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)都采用這種方式，例如Vestas，Gamesa，GE，Nordex等公司都有此類產(chǎn)品。但其控制系統(tǒng)也相對復(fù)雜，尤其是雙向變換器的DFIG勵磁控制技術(shù)和雙向并網(wǎng)發(fā)電控制技術(shù)，對于DFIG系統(tǒng)而言，是至關(guān)重要的難點之一。雙饋發(fā)電機系統(tǒng)具有的缺點：存在多級齒輪箱及滑環(huán)、電刷，不可避免地帶來摩擦損耗，增大了維護量及噪聲等；在電網(wǎng)故障瞬間，驟然變大的定子

17、和轉(zhuǎn)子電流要求變換器增加保護措施，增大了軟硬件投入，而且大的故障電流增加了風(fēng)力機的扭轉(zhuǎn)負荷。 3.3.2電勵磁同步發(fā)電機電勵磁同步發(fā)電機(Electrically excited synchroBOLLS generator，EESG)變速恒頻直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)如圖4所示，電壓源型逆變器的直流側(cè)提供電機轉(zhuǎn)子繞組的勵磁電流，發(fā)電機發(fā)出的是電壓和頻率都在變化的交流電，經(jīng)整流逆變后變成恒壓恒頻的電能輸入電網(wǎng)。通過調(diào)節(jié)逆變裝置的控制信號可以改變系統(tǒng)輸出的有功功率和無功功率，實時滿足電網(wǎng)的功率需要。在變速恒頻直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組中，整流逆變裝置的容量需要與發(fā)電機容量相等。圖4 電勵磁同步發(fā)電機直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

18、采取直驅(qū)方式，發(fā)電機運行在低速狀態(tài)，其電磁轉(zhuǎn)矩相對較大，同時發(fā)電機極對數(shù)較多，意味著發(fā)電機的體積也較大。但由于省去了齒輪箱，系統(tǒng)的效率和可靠性都得到了提高。變換器為全功率變換器，在整個調(diào)速范圍能使并網(wǎng)電流平滑，具有噪聲低、電網(wǎng)電壓閃變小及功率因數(shù)高等優(yōu)點。該系統(tǒng)主要缺點是系統(tǒng)成本較高，功率變換器損耗較大。 3.3.3永磁同步發(fā)電機永磁同步發(fā)電機(Permanent magnet synchronous generator，PMSG)變速恒頻直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示，它采用的電機是永磁發(fā)電機，無需外加勵磁裝置，減少了勵磁損耗；同時它無需電刷與滑環(huán)，因此具有效率高、壽命長、免維護等優(yōu)點。在定

19、子側(cè)采用全功率變換器，實現(xiàn)變速恒頻控制。系統(tǒng)省去了齒輪箱，這樣可大大減小系統(tǒng)運行噪聲，提高效率和可靠性，降低維護成本。所以，盡管直接驅(qū)動會使永磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)速很低，導(dǎo)致發(fā)電機體積很大，成本較高，但其運行維護成本卻得到了降低。采用直接驅(qū)動永磁發(fā)電機具有傳動系統(tǒng)簡單、效率高以及控制魯棒性好等優(yōu)點，因此具有越來越大的吸引力。目前已有多家公司可以提供商業(yè)化的多極永磁風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)，如Enercon，WinWind等公司。該系統(tǒng)的主要缺點是永磁材料價格較高，且在高溫下易被去磁，功率變換器容量與發(fā)電機容量相同，變換器成本較高。圖5 磁同步發(fā)電機直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)隨著風(fēng)機單機容量的增大，齒輪箱的高速傳動部件故障

20、問題日益突出，于是沒有齒輪箱而將主軸與低速多極同步發(fā)電機直接相接的直驅(qū)式布局應(yīng)運而生。但是，低速多極發(fā)電機重量和體積均大幅增加。為此，采用折中理念的半直驅(qū)布局在大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，如圖6所示。圖6 級齒輪箱驅(qū)動永磁同步發(fā)電系統(tǒng)與直驅(qū)永磁同步發(fā)電系統(tǒng)不同是，半直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在風(fēng)力機和PMSG之間增加了單級齒輪箱，綜合了DFIG和直驅(qū)PMSG系統(tǒng)的優(yōu)點。與DGIG系統(tǒng)相比，減小了機械損耗；與直驅(qū)PMSG系統(tǒng)相比，提高了發(fā)電機轉(zhuǎn)速，減小了電機體積。采用全功率變換器，平滑了并網(wǎng)電流，電網(wǎng)故障穿越能力得到提高。4 風(fēng)力發(fā)電場及投資在進行風(fēng)力發(fā)電機安裝場地選址時，首先應(yīng)該考慮當(dāng)?shù)氐哪茉?/p>

21、市場的供求情況、負載的性質(zhì)和每晝夜負載的動態(tài)變化；在此基礎(chǔ)上，再根據(jù)風(fēng)能資源的情況選擇有利的場地，以獲得盡可能多的發(fā)電量。另外，也應(yīng)考慮風(fēng)力發(fā)電機安裝和運輸方面的情況，以盡可能降低風(fēng)力發(fā)電成本。因此，如何選擇有利的氣象條件，對獲得風(fēng)力發(fā)電機組最佳氣動性能和最好的經(jīng)濟效益有著重要意義。4.1風(fēng)電場宏觀選址程序第一階段：參照國家風(fēng)能資源分布區(qū)劃，首先在風(fēng)能資源豐富地區(qū)內(nèi)候選風(fēng)能資源區(qū)，每一個候選區(qū)應(yīng)具備以下特點：有豐富的風(fēng)能資源，在經(jīng)濟上有開發(fā)利用的可行性；有足夠面積，可以安裝一定規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電機組；具備良好的地形、地貌，風(fēng)況品位高。第二階段：將候選風(fēng)能資源區(qū)再進行篩選，以確認其中有開發(fā)前景的場址

22、。在這個階段，非氣象學(xué)因素，比如交通、通訊、聯(lián)網(wǎng)、土地投資等因素對該場址的取舍起著關(guān)鍵作用。第三階段：對準備開發(fā)建設(shè)的場址進行具體分析，做好以下工作：一是進行現(xiàn)場測風(fēng)，取得足夠的精確數(shù)據(jù)。二是確保風(fēng)能資源特性與待選風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計的運行特性相匹配。三是進行場址的初步工程設(shè)計，確定開發(fā)建設(shè)費用。四是確定風(fēng)力發(fā)電機組輸出對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響。五是評價場址建設(shè)、運行的經(jīng)濟效益。六是對社會效益的評價。4.2 風(fēng)力發(fā)電機選址的原則4.2.1、選擇風(fēng)能質(zhì)量好的地區(qū)在風(fēng)能潛力普查的基礎(chǔ)上，風(fēng)力開發(fā)盡可能選取在風(fēng)能資源豐富的地區(qū)。根據(jù)風(fēng)能資源普查的原則，首先進行宏觀的、全國范圍的風(fēng)能資源普查，調(diào)查站點的網(wǎng)格尺度約

23、為100km。這樣我們可以首先做一風(fēng)能資源的大體分布圖，從風(fēng)能區(qū)劃圖上再確定重點風(fēng)能開發(fā)區(qū)。風(fēng)電場應(yīng)該選擇風(fēng)能豐富的開闊地、草原、山口、河谷等風(fēng)速大而少障礙的地方，盡量躲開高山、森林、建筑物等對風(fēng)形成紊流區(qū)的地方，最大限度的利用好風(fēng)能。風(fēng)能質(zhì)量好的地區(qū)一般是指：年平均風(fēng)速達6m/s以上，年平均有效風(fēng)能功率密度大于300w/m2，風(fēng)頻分布好，可利用小時數(shù)高，比如風(fēng)速為325m/s的、小時數(shù)在5000h以上的地區(qū)。避開災(zāi)害性地區(qū)。災(zāi)害性天氣包括風(fēng)暴（如臺風(fēng)、龍卷風(fēng)等）、雷電、電線結(jié)冰、沙塵暴、大雪、鹽霧等。但有時在選址時不可避免要將風(fēng)力發(fā)電機安裝在上述地區(qū)，這時在設(shè)計與使用時必須考慮對風(fēng)力發(fā)電機進

24、行相應(yīng)的保護。4.2.2、要有穩(wěn)定的盛行風(fēng)向?qū)τ陲L(fēng)力發(fā)電機的安裝地點，除了要求風(fēng)能資源好以外，還要有比較穩(wěn)定的風(fēng)向。所謂盛行風(fēng)向就是出現(xiàn)頻率最多的風(fēng)向，這個我們可以通過風(fēng)向玫瑰圖來了解。有了穩(wěn)定的盛行風(fēng)向，在選址時就比較容易考慮地形的影響和確定風(fēng)力發(fā)電機的布局。4.2.3、風(fēng)速日變化和季節(jié)變化小（1）風(fēng)速日變化。低層風(fēng)速的日變化可以分為大陸型和海上型兩類。（2）風(fēng)速季節(jié)變化。一年中各季各月風(fēng)速大小不同。一般春冬風(fēng)大，夏秋風(fēng)小。風(fēng)速的年變化曲線與年負載曲線變化趨勢一致時，風(fēng)況最為理想。4.2.4 風(fēng)力發(fā)電機高度范圍內(nèi)風(fēng)垂直切變要小 引起風(fēng)的垂直切變的原因有熱力因素也有動力因素。地面不同的粗糙度會

25、引起不同的風(fēng)速廓線，這樣就存在著相當(dāng)大的垂直切變風(fēng)速剖面，這種切變對于風(fēng)力發(fā)電機的工作極為不利。因此，應(yīng)盡量選擇下墊面相一致的地點，使風(fēng)的垂直切變盡可能小。4.2.5 湍流強度要小無規(guī)則的湍流給風(fēng)力發(fā)電機帶來難以預(yù)計的危害，一方面減小可利用的風(fēng)能，另一方面也使風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生振動和受載不均勻，縮短風(fēng)力發(fā)電機的壽命，嚴重時使葉片發(fā)生不應(yīng)有的損壞。因此，在選址時應(yīng)盡量避開粗糙的地表面或障礙物?？赡艿脑捠沟蔑L(fēng)輪比附近的障礙物高出67m,離開障礙物的距離也應(yīng)該是障礙物高度的510倍。4.3 風(fēng)能資源的評估資源評估包括收集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)。資源的評估要考慮到資源的質(zhì)量和它的季節(jié)性以及每日的波動。如果沒有現(xiàn)成

26、的數(shù)據(jù)則至少要在現(xiàn)場監(jiān)測一到兩年的數(shù)據(jù)，從而了解當(dāng)?shù)刭Y源的大概情況。風(fēng)能資源的評估方法可分為統(tǒng)計分析方法和數(shù)值模擬方法。我國目前主要采用基于氣象站歷史觀測資料的統(tǒng)計分析方法和數(shù)值模擬方法對風(fēng)能資源進行評估。在一個給定的地區(qū)內(nèi)調(diào)查風(fēng)能資源可劃分為三種基本的風(fēng)能資源評估的規(guī)?；螂A段：（1）區(qū)域的初步識別這個過程是從一個相對大的區(qū)域中篩選合適的風(fēng)能資源區(qū)域，篩選時基于氣象站測風(fēng)資料、地貌、被風(fēng)吹得傾向一側(cè)的樹木和其他標(biāo)志物等。在這個階段可以選擇合適的測風(fēng)位置。（2）區(qū)域風(fēng)能資源估算這個階段要采用測風(fēng)計劃以表征一個指定區(qū)域或一組區(qū)域的風(fēng)能資源，這些區(qū)域已經(jīng)考慮要發(fā)展風(fēng)電。在這個規(guī)模上測風(fēng)最基本的目標(biāo)是

27、：確定和驗證該區(qū)域是否存在充足的風(fēng)能資源，以支持進一步的具體場址調(diào)查；比較各區(qū)域以辨別相對發(fā)展?jié)摿?；獲得代表性資料來估計選擇的風(fēng)電機組的性能及經(jīng)濟性；篩選潛在的風(fēng)電機組安裝場址。（3）微觀選址 風(fēng)能資源評估的第三步是微觀選址。它用來為一臺或更多風(fēng)力發(fā)電機組定位，以使風(fēng)電場的全部電力輸出最大，風(fēng)力發(fā)電機組排布最佳。選址一般分“初步布局設(shè)計”和“具體安裝地址選擇”兩步進行。4.4 風(fēng)力發(fā)電投資從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，全國風(fēng)電上網(wǎng)電價比常規(guī)水電和火電廠高出許多，風(fēng)電利用小時數(shù)約在2000至3000小時左右，風(fēng)電單位千瓦平均造價已從10000元降到8000元左右，設(shè)備占75%左右，基礎(chǔ)設(shè)施占20%，其他占5%。

28、風(fēng)電成本約0.45-0.6元/千瓦時，另外風(fēng)電場運行成本費用很低，一旦建成風(fēng)電場就是一源源不斷的造錢機器。 4.4.1我國風(fēng)電鼓勵政策。規(guī)定風(fēng)力發(fā)電企業(yè)的增值稅征收減半。原電力部 1994 年就頒布了風(fēng)力發(fā)電場并網(wǎng)管理的規(guī)定， 要求電網(wǎng)收購風(fēng)電場的全部電量國家計委和科技部也在 1999 年聯(lián)合發(fā)出通知要求“在電網(wǎng)容量許可的條件下電力部門必須全額收購風(fēng)力發(fā)電” 但在實際執(zhí)行過程中這些政策沒有很好地貫徹由于國家沒有對風(fēng)電上網(wǎng)規(guī)定具體的管理措施對差價分攤綠色電價和稅收補貼等敏感問題沒有具體規(guī)定所以風(fēng)電的高價只能在電力系統(tǒng)內(nèi)部如風(fēng)電場所在的地區(qū)電網(wǎng)消化而2003年開始實行的政府特許經(jīng)營將使此狀況得到一

29、些改進2003年5月經(jīng)國務(wù)院批準財政部和國家稅務(wù)總局聯(lián)合下發(fā)文件規(guī)定對風(fēng)力發(fā)電實行按增值稅應(yīng)納稅額減半征收的優(yōu)惠政策2003年底國家發(fā)改委出臺了關(guān)于風(fēng)電特許權(quán)項目前期工作管理辦法對風(fēng)電項目所涉及的技術(shù)融資政策等都作了詳盡的規(guī)定風(fēng)電特許權(quán)使風(fēng)電開發(fā)和利用由政府行為變成商業(yè)行為風(fēng)電特許權(quán)在我國可再生能源開發(fā)歷程中將是一個全新的嘗試希望可以推動我國的風(fēng)電事業(yè)向前邁進。 4.4.1 政策因素對風(fēng)電電價的影響 （1）各種扶持政策對降低風(fēng)電上網(wǎng)電價均有影響但作用的大小相差懸殊 （2）單一政策一般作用不大免進口零部件關(guān)稅的作用較小降價幅度只有4% 增值稅抵扣降價作用也只有4% 實施所得稅2 免3 減半政策可

30、使電價下降6% （3）復(fù)合政策(即多種政策組合)有較強的降價作用尤其是免關(guān)稅和免增值稅及所得稅優(yōu)惠的作用更為明顯其上網(wǎng)電價可下降到0.45 元/kWh 但實踐證明優(yōu)惠政策越多實施難度也越大因此需要進行合理權(quán)衡和選擇。 綜上所述風(fēng)力發(fā)電場的投資是可靠的，保證了合理的利潤。5 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著各國政策的傾斜和科技的不斷進步,世界風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅速,展現(xiàn)出了廣闊的前景.未來數(shù)年世界風(fēng)力發(fā)展的趨勢如下： （1）風(fēng)力發(fā)電從陸地向海面拓展 海面的廣闊空間和巨大的風(fēng)能潛力使得風(fēng)機從陸地移向海面成為一種趨勢.目前只有少數(shù)國家建立了海上風(fēng)電場,但預(yù)計從2006 年開始,歐洲的海上風(fēng)力發(fā)電將會大規(guī)模地起飛. （2）單機容量進一步增大 自MW級風(fēng)力機出現(xiàn)后,風(fēng)力機的尺寸和發(fā)電機組的單機容量增長速度加快.截至2003年,商品化的風(fēng)力機風(fēng)輪直徑達到12