風(fēng)力發(fā)電場項目規(guī)劃與建設(shè)

風(fēng)力發(fā)電場項目規(guī)劃與建設(shè)

（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(fēng)力資源要素第二章風(fēng)能資源評估第三章風(fēng)電場前期工作第三章風(fēng)電場建設(shè)與運營管理第一章風(fēng)力資源要素風(fēng)力資源的要素主要有：平均風(fēng)速（m/s）風(fēng)功能密度（w/m2）年風(fēng)能可利用時間（h）主要風(fēng)向風(fēng)速風(fēng)速是風(fēng)電場項目開發(fā)的第一指標(biāo)按照氣象分級風(fēng)速分級如下：風(fēng)的等級可以歸納為以下的“風(fēng)級歌”：0級煙柱直沖天，1級青煙隨風(fēng)偏；2級風(fēng)來吹臉面，3級葉動紅旗展；4級風(fēng)吹飛紙片，5級帶葉小樹搖；6級舉傘步行艱，7級迎風(fēng)走不便；8級風(fēng)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(fēng)力等級表

風(fēng)力級數(shù)名稱海浪海岸船只征象陸地地面征象相當(dāng)于空曠平地上標(biāo)準(zhǔn)高度10m處的風(fēng)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(fēng)0.10.1平常漁船略覺搖動煙能表示方向，但風(fēng)向標(biāo)不能動1~30.3~1.51~52輕風(fēng)0.20.3漁船張帆時，每小時可隨風(fēng)移行2~3km人面感覺有風(fēng)，樹葉微響，風(fēng)向標(biāo)能轉(zhuǎn)動4~61.6~3.36~113微風(fēng)0.61.0漁船漸覺顛簸，每小時可隨風(fēng)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(fēng)1.01.5漁船滿帆時，可使船身傾向一側(cè)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(fēng)2.02.5漁船縮帆（即收去帆之一部）有葉的小樹搖擺，內(nèi)陸的水面有小波17~218.0~10.729~386強風(fēng)3.04.0漁船加倍縮帆，捕魚須注意風(fēng)險大樹枝搖動，電線呼呼有聲，舉傘困難22~2710.8~13.839~497疾風(fēng)4.05.5漁船停泊港中，在海者下錨全樹搖動，迎風(fēng)步行感覺不便28~3313.9~17.150~618大風(fēng)5.57.5進(jìn)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(fēng)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(fēng)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(yán)重48~5524.5~28.489~10211暴風(fēng)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(fēng)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(fēng)力發(fā)電對風(fēng)速的要求風(fēng)場規(guī)劃要求，《風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法

》（GB/T18710-2002）風(fēng)電場規(guī)劃要求年平均風(fēng)速為5.6m/s。現(xiàn)有兆瓦級風(fēng)機的滿負(fù)荷所需風(fēng)速為10~12.5米/s?，F(xiàn)有兆瓦級風(fēng)機切入風(fēng)速為3m/s?，F(xiàn)有兆瓦級風(fēng)機切出風(fēng)速為25m/s。風(fēng)功能密度風(fēng)功率密度蘊含著風(fēng)速、風(fēng)速頻率分布和空氣密度的影響，是衡量風(fēng)電場風(fēng)能資源的綜合指標(biāo)。風(fēng)功率密度等級在國標(biāo)《風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法》中給出了7個級別。高度10m30m50m應(yīng)用于并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電風(fēng)功率密度等級風(fēng)功率密度（W/m2）年平均風(fēng)速參考值（m/s）風(fēng)功率密度（W/m2）年平均風(fēng)速參考值（m/s）風(fēng)功率密度（W/m2）年平均風(fēng)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(fēng)能資源豐富區(qū)和較豐富區(qū)，其具有較好的風(fēng)能資源，為理想的風(fēng)電場建設(shè)區(qū)；風(fēng)能資源可利用區(qū)，有效風(fēng)功率密度較低，這對電能緊缺地區(qū)還是有相當(dāng)?shù)睦脙r值。實際上，較低的年有效風(fēng)功率密度也只是對宏觀的大區(qū)域而言，而在大區(qū)域內(nèi)，由于特殊地形有可能存在局部的小區(qū)域大風(fēng)區(qū)，因此，應(yīng)具體問題具體分析，通過對這種地區(qū)進(jìn)行精確的風(fēng)能資源測量，詳細(xì)了解分析實際情況，選出最佳區(qū)域建設(shè)風(fēng)電場。

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

主要風(fēng)向分布風(fēng)向及其變化范圍決定風(fēng)電機組在風(fēng)場中的確切的排列方式。風(fēng)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(fēng)向及其變化范圍要準(zhǔn)確。年風(fēng)能可利用時間

指一年中風(fēng)力發(fā)電機組在有效風(fēng)速范圍（一般取3~25m/s）內(nèi)的運行時間。一般年風(fēng)能可利用小時數(shù)大于2000h的地區(qū)為風(fēng)能可利用區(qū)。第二章風(fēng)能資源評估風(fēng)能資源評估步驟1.資料收集及分析2.風(fēng)能資源普查分區(qū)3.風(fēng)電場宏觀選址4.風(fēng)電場風(fēng)況觀測5.風(fēng)力發(fā)電機組微觀選址風(fēng)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(zhì)數(shù)據(jù)資料。整理該地區(qū)10年以上（最好為30年）的風(fēng)速、溫度、氣壓平均值及極值，以及極端天氣情況。2.風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)劃分風(fēng)能區(qū)域及其風(fēng)功率密度等級，初步確定風(fēng)能可利用區(qū)。風(fēng)能資源的評估3.風(fēng)電場宏觀選址根據(jù)風(fēng)能資源普查結(jié)果并結(jié)合現(xiàn)場踏勘，對初選的風(fēng)能可利用區(qū)的地形地貌、地質(zhì)、交通、電網(wǎng)及其他外部條件進(jìn)行評估比較，結(jié)合選擇最合適的區(qū)域。4.風(fēng)電場風(fēng)況觀測氣象站提供的氣象數(shù)據(jù)只反映較大區(qū)域內(nèi)的風(fēng)氣候。為滿足微觀選址對代表性風(fēng)速和風(fēng)向的需要，要在初選區(qū)域內(nèi)樹立不少于2座測風(fēng)塔進(jìn)行不短于1年的測風(fēng)，內(nèi)容包括風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、氣壓。測風(fēng)儀應(yīng)安裝在測風(fēng)塔的10m、30m、50m、70m高度甚至更高。風(fēng)能資源的評估風(fēng)能資源的評估5.風(fēng)力發(fā)電機組微觀選址在宏觀選定的場址內(nèi)，根據(jù)地形地質(zhì)條件、外部因素和測風(fēng)塔實測風(fēng)能資源分析結(jié)果，對風(fēng)電機組具體位置進(jìn)行定位排布。風(fēng)電場宏觀選址宏觀選址主要按如下條件進(jìn)行：1.選取風(fēng)能質(zhì)量好的地區(qū)年平均風(fēng)速較高風(fēng)功率密度大風(fēng)頻分布好可利用小時數(shù)高風(fēng)電場宏觀選址風(fēng)電場宏觀選址宏觀選址主要條件2.風(fēng)向基本穩(wěn)定主要有一個或兩個盛行風(fēng)向（盛行風(fēng)向：指出現(xiàn)頻率最多的風(fēng)向）。某一地區(qū)基本上只有一個或兩個盛行主風(fēng)向且?guī)缀跸喾础＿@種情況對布機有利。也有雖然風(fēng)況較好，但沒有固定的盛行風(fēng)向的地區(qū)。這種情況布機復(fù)雜。風(fēng)電場宏觀選址風(fēng)電場宏觀選址宏觀選址主要條件3.風(fēng)速變化小盡量不要有較大的風(fēng)速日變化和季節(jié)變化。4.風(fēng)垂直切變小要考慮因地面粗糙度引起的不同風(fēng)速廓線。在風(fēng)機高度范圍內(nèi)，如風(fēng)垂直切變非常大，對機組運行十分不利。風(fēng)電場宏觀選址宏觀選址主要條件5.湍流強度小風(fēng)機上游障礙物產(chǎn)生的無規(guī)則的湍流會使機組產(chǎn)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(yīng)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(fēng)電場宏觀選址風(fēng)電場宏觀選址宏觀選址主要條件6.避開災(zāi)難性天氣頻發(fā)地區(qū)災(zāi)害性天氣包括臺風(fēng)、龍卷風(fēng)、雷電、沙暴、覆冰、鹽霧等，對風(fēng)電機組具有破壞性。選址時要參考地區(qū)氣象站對歷年災(zāi)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(fēng)電場宏觀選址宏觀選址主要條件7.盡量靠近電網(wǎng)要考慮電網(wǎng)現(xiàn)有容量、結(jié)構(gòu)及其可容納的最大容量，以及風(fēng)電場的上網(wǎng)規(guī)模與電網(wǎng)是否匹配的問題；風(fēng)電場應(yīng)盡可能靠近電網(wǎng)，從而減少電損和電纜鋪設(shè)成本。風(fēng)電場宏觀選址風(fēng)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(fēng)電場交通運輸情況，設(shè)備供應(yīng)運輸是否便利，運輸路段及橋梁的承載力是否適合風(fēng)電設(shè)備運輸車輛。風(fēng)電場宏觀選址風(fēng)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(hù)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(fēng)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(nèi)的土質(zhì)是否適合挖掘建設(shè)施工。要有該地區(qū)詳細(xì)的水文地質(zhì)資料并依照工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)評定。要遠(yuǎn)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(fēng)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(fēng)電場具有較好經(jīng)濟(jì)效益。國內(nèi)外風(fēng)電工程實踐表明，由于風(fēng)電場選址的失誤造成發(fā)電量損失和維護(hù)費用的增加，遠(yuǎn)大于對場址詳細(xì)勘察的費用。因此，風(fēng)場選址至少應(yīng)具備一年以上的測風(fēng)數(shù)據(jù)。風(fēng)電場微觀選址平坦地形微觀選址原則：1、粗糙度與風(fēng)速的垂直變化平坦地形同一高度上的風(fēng)速視為均勻分布，可直接利用風(fēng)速切變關(guān)系直接計算。提高機組功率的唯一方法即增加塔架高度。風(fēng)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(fēng)電場微觀選址微觀選址原則：一、復(fù)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(fēng)電有很大的影響，需要具體問題具體分析。風(fēng)電場微觀選址復(fù)雜地形微觀選址原則：1、山區(qū)風(fēng)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(chǎn)生加速作用。河谷風(fēng)，當(dāng)風(fēng)向與河谷走向一致時，風(fēng)速比平地大；反之，當(dāng)風(fēng)向與河谷走向相垂直時，河谷內(nèi)的風(fēng)速大大減弱。山谷風(fēng)，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(fēng)向。考慮選擇山谷中的收縮部分，容易產(chǎn)生狹管效應(yīng)。風(fēng)電場微觀選址復(fù)雜地形微觀選址原則：2、山丘、山脊地形的風(fēng)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(fēng)速是山前風(fēng)速的2倍，圓形山包為1.5倍。氣流流經(jīng)孤立山丘時主要形式是繞流運動，山丘與盛行風(fēng)向相切的兩側(cè)上半部是最佳位置，其次是山頂，應(yīng)避免在背風(fēng)面布機。風(fēng)電場微觀選址復(fù)雜地形微觀選址原則：3、海陸對風(fēng)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(fēng)速比陸地大。近海風(fēng)能潛力比陸地大50%左右。風(fēng)電場微觀選址微觀選址原則：三、風(fēng)力發(fā)電機組排列方式1.對平坦地形當(dāng)盛行主風(fēng)向為一