風力發(fā)電場項目規(guī)劃與建設

風力發(fā)電場項目規(guī)劃與建設

（第一部分項目規(guī)劃）

蔡文新二O一三年十一月一日目錄第一章風力資源要素第二章風能資源評估第三章風電場前期工作第三章風電場建設與運營管理第一章風力資源要素風力資源的要素主要有：平均風速（m/s）風功能密度（w/m2）年風能可利用時間（h）主要風向風速風速是風電場項目開發(fā)的第一指標按照氣象分級風速分級如下：風的等級可以歸納為以下的“風級歌”：0級煙柱直沖天，1級青煙隨風偏；2級風來吹臉面，3級葉動紅旗展；4級風吹飛紙片，5級帶葉小樹搖；6級舉傘步行艱，7級迎風走不便；8級風吹樹枝斷，9級屋頂飛瓦片；10級拔樹又倒屋，11、12陸上很少見。蒲福風力等級表

風力級數(shù)名稱海浪海岸船只征象陸地地面征象相當于空曠平地上標準高度10m處的風速一般

/m最高

/mmile/hm/skm/h0靜穩(wěn)--靜靜，煙直上小于10~0.2小于11軟風0.10.1平常漁船略覺搖動煙能表示方向，但風向標不能動1~30.3~1.51~52輕風0.20.3漁船張帆時，每小時可隨風移行2~3km人面感覺有風，樹葉微響，風向標能轉動4~61.6~3.36~113微風0.61.0漁船漸覺顛簸，每小時可隨風移行5~6km樹葉及微枝搖動不息，旌旗展開7~103.4~5.412~194和風1.01.5漁船滿帆時，可使船身傾向一側能吹起地面灰塵和紙張，樹的小枝搖動11~165.5~7.920~285清勁風2.02.5漁船縮帆（即收去帆之一部）有葉的小樹搖擺，內陸的水面有小波17~218.0~10.729~386強風3.04.0漁船加倍縮帆，捕魚須注意風險大樹枝搖動，電線呼呼有聲，舉傘困難22~2710.8~13.839~497疾風4.05.5漁船停泊港中，在海者下錨全樹搖動，迎風步行感覺不便28~3313.9~17.150~618大風5.57.5進港的漁船皆停留不出微枝折毀，人行向前感覺阻力甚大34~4017.2~20.762~749烈風7.010.0汽船航行困難建筑物有小損（煙囪頂部及平屋搖動）41~4720.8~24.475~8810狂風9.012.5汽船航行頗危險陸上少見，見時可使樹木拔起或使建筑物損壞嚴重48~5524.5~28.489~10211暴風11.516.0汽船遇之極危險陸上很少見，有則必有廣泛損壞56~6328.5~32.6103~11712颶風14.0-海浪滔天陸上絕少見,摧毀力極大64~7132.7~36.9118~13313-----72~8037.0~41.4134~14914-----81~8941.5~46.1150~16615-----90~9946.2~50.9167~18316-----100~10851.0~56.0184~20117-----109~11856.1~61.2202~2200級一級二級三級四級五級六級七級八級九級十級十一、十二級風力發(fā)電對風速的要求風場規(guī)劃要求，《風電場風能資源評估方法

》（GB/T18710-2002）風電場規(guī)劃要求年平均風速為5.6m/s?，F(xiàn)有兆瓦級風機的滿負荷所需風速為10~12.5米/s?，F(xiàn)有兆瓦級風機切入風速為3m/s?，F(xiàn)有兆瓦級風機切出風速為25m/s。風功能密度風功率密度蘊含著風速、風速頻率分布和空氣密度的影響，是衡量風電場風能資源的綜合指標。風功率密度等級在國標《風電場風能資源評估方法》中給出了7個級別。高度10m30m50m應用于并網風力發(fā)電風功率密度等級風功率密度（W/m2）年平均風速參考值（m/s）風功率密度（W/m2）年平均風速參考值（m/s）風功率密度（W/m2）年平均風速參考值（m/s）1<1004.4<1605.1<2005.62100～1505.1160～2405.9200～3006.43150～2005.6240～3206.5300～4007.0較好4200～2506.0320～4007.0400～5007.5好5250～3006.4400～4807.4500～6008.0很好6300～4007.0480～6408.2600～8008.8很好7400～10009.4640～160011.0800～200011.9很好

風能資源豐富區(qū)和較豐富區(qū)，其具有較好的風能資源，為理想的風電場建設區(qū)；風能資源可利用區(qū)，有效風功率密度較低，這對電能緊缺地區(qū)還是有相當?shù)睦脙r值。實際上，較低的年有效風功率密度也只是對宏觀的大區(qū)域而言，而在大區(qū)域內，由于特殊地形有可能存在局部的小區(qū)域大風區(qū)，因此，應具體問題具體分析，通過對這種地區(qū)進行精確的風能資源測量，詳細了解分析實際情況，選出最佳區(qū)域建設風電場。

風能資源貧乏區(qū)，風功率密度很低，對大型并網型風力發(fā)電機組一般無利用價值。

主要風向分布風向及其變化范圍決定風電機組在風場中的確切的排列方式。風電機組的排列方式很大程度地決定各臺機組的出力。因此，主要盛行風向及其變化范圍要準確。年風能可利用時間

指一年中風力發(fā)電機組在有效風速范圍（一般取3~25m/s）內的運行時間。一般年風能可利用小時數(shù)大于2000h的地區(qū)為風能可利用區(qū)。第二章風能資源評估風能資源評估步驟1.資料收集及分析2.風能資源普查分區(qū)3.風電場宏觀選址4.風電場風況觀測5.風力發(fā)電機組微觀選址風能資源的評估1.資料收集及分析從地方氣象臺收集氣象、地理及地質數(shù)據(jù)資料。整理該地區(qū)10年以上（最好為30年）的風速、溫度、氣壓平均值及極值，以及極端天氣情況。2.風能資源普查分區(qū)以整理得到的氣象數(shù)據(jù)為依據(jù)，按標準劃分風能區(qū)域及其風功率密度等級，初步確定風能可利用區(qū)。風能資源的評估3.風電場宏觀選址根據(jù)風能資源普查結果并結合現(xiàn)場踏勘，對初選的風能可利用區(qū)的地形地貌、地質、交通、電網及其他外部條件進行評估比較，結合選擇最合適的區(qū)域。4.風電場風況觀測氣象站提供的氣象數(shù)據(jù)只反映較大區(qū)域內的風氣候。為滿足微觀選址對代表性風速和風向的需要，要在初選區(qū)域內樹立不少于2座測風塔進行不短于1年的測風，內容包括風速、風向、溫度、氣壓。測風儀應安裝在測風塔的10m、30m、50m、70m高度甚至更高。風能資源的評估風能資源的評估5.風力發(fā)電機組微觀選址在宏觀選定的場址內，根據(jù)地形地質條件、外部因素和測風塔實測風能資源分析結果，對風電機組具體位置進行定位排布。風電場宏觀選址宏觀選址主要按如下條件進行：1.選取風能質量好的地區(qū)年平均風速較高風功率密度大風頻分布好可利用小時數(shù)高風電場宏觀選址風電場宏觀選址宏觀選址主要條件2.風向基本穩(wěn)定主要有一個或兩個盛行風向（盛行風向：指出現(xiàn)頻率最多的風向）。某一地區(qū)基本上只有一個或兩個盛行主風向且?guī)缀跸喾?。這種情況對布機有利。也有雖然風況較好，但沒有固定的盛行風向的地區(qū)。這種情況布機復雜。風電場宏觀選址風電場宏觀選址宏觀選址主要條件3.風速變化小盡量不要有較大的風速日變化和季節(jié)變化。4.風垂直切變小要考慮因地面粗糙度引起的不同風速廓線。在風機高度范圍內，如風垂直切變非常大，對機組運行十分不利。風電場宏觀選址宏觀選址主要條件5.湍流強度小風機上游障礙物產生的無規(guī)則的湍流會使機組產生振動、受力不均。所以選址時盡量避開粗糙地面和高大建筑物。一般輪轂高度應高出障礙物8~10m以上，距障礙物的距離為5~10倍障礙物高度。風電場宏觀選址風電場宏觀選址宏觀選址主要條件6.避開災難性天氣頻發(fā)地區(qū)災害性天氣包括臺風、龍卷風、雷電、沙暴、覆冰、鹽霧等，對風電機組具有破壞性。選址時要參考地區(qū)氣象站對歷年災害性天氣出現(xiàn)頻度的統(tǒng)計，在機組選型和選址上采取措施。風電場宏觀選址宏觀選址主要條件7.盡量靠近電網要考慮電網現(xiàn)有容量、結構及其可容納的最大容量，以及風電場的上網規(guī)模與電網是否匹配的問題；風電場應盡可能靠近電網，從而減少電損和電纜鋪設成本。風電場宏觀選址風電場宏觀選址宏觀選址主要條件8.交通方便要考慮所選定風電場交通運輸情況，設備供應運輸是否便利，運輸路段及橋梁的承載力是否適合風電設備運輸車輛。風電場宏觀選址風電場宏觀選址宏觀選址主要條件9.對環(huán)境不利影響小為保護生態(tài)，選址時盡量避開鳥類飛行路線，候鳥及動物停留地帶及動物筑巢去，盡量減少占用植備面積。風電場宏觀選址宏觀選址主要條件10.地理情況要選擇在地貌單一地區(qū)，擾流影響小。要考慮所選區(qū)域內的土質是否適合挖掘建設施工。要有該地區(qū)詳細的水文地質資料并依照工程設計標準評定。要遠離人口密集區(qū)、地震帶、火山頻發(fā)區(qū)，及具有考古意義、軍事意義等特殊地區(qū)。風電場微觀選址微觀選址是在宏觀選址中選定的小區(qū)域中確定機組具體位置，使整個風電場具有較好經濟效益。國內外風電工程實踐表明，由于風電場選址的失誤造成發(fā)電量損失和維護費用的增加，遠大于對場址詳細勘察的費用。因此，風場選址至少應具備一年以上的測風數(shù)據(jù)。風電場微觀選址平坦地形微觀選址原則：1、粗糙度與風速的垂直變化平坦地形同一高度上的風速視為均勻分布，可直接利用風速切變關系直接計算。提高機組功率的唯一方法即增加塔架高度。風電場微觀選址平坦地形微觀選址原則：2、障礙物的影響障礙物對氣流的阻礙和遮蔽作用會改變氣流的流向和速度，形成有利影響（加速區(qū)）或不利影響(尾流、擾動區(qū))。尾流區(qū)估算：障礙物寬度b與高度h滿足：b/h≤5,下游有20h的強尾流區(qū)，寬度越大，尾流越長。下游機組輪轂至少要高出地面2倍障礙物高度。風電場微觀選址微觀選址原則：一、復雜地形指平坦地形以外的各種地形，大致可分為隆起和低洼兩類。局部地形對風電有很大的影響，需要具體問題具體分析。風電場微觀選址復雜地形微觀選址原則：1、山區(qū)風的水平分布和特點在一個地區(qū)自然地形的提高，氣流受到擠壓而產生加速作用。河谷風，當風向與河谷走向一致時，風速比平地大；反之，當風向與河谷走向相垂直時，河谷內的風速大大減弱。山谷風，有明顯的日或季節(jié)變化，要考慮用戶需求。要考慮山谷走向和大地形下的盛行風向。考慮選擇山谷中的收縮部分，容易產生狹管效應。風電場微觀選址復雜地形微觀選址原則：2、山丘、山脊地形的風電場對于山丘、山脊等隆起地形，利用它的高度抬升和它對氣流的壓縮作用來選擇有利地形。寬山脊風速是山前風速的2倍，圓形山包為1.5倍。氣流流經孤立山丘時主要形式是繞流運動，山丘與盛行風向相切的兩側上半部是最佳位置，其次是山頂，應避免在背風面布機。風電場微觀選址復雜地形微觀選址原則：3、海陸對風的影響由于海面摩擦阻力比陸地要大，在氣壓梯度相同的條件下，低層大氣中海面上的風速比陸地大。近海風能潛力比陸地大50%左右。風電場微觀選址微觀選址原則：三、風力發(fā)電機組排列方式1.對平坦地形當盛行主風向為一