风力发电场的宏观选址

二、风力发电场的宏观选址

1.步骤

风力发电场的宏观选址可按如下三个步骤进行。

1)候选

参照国家风能资源分布情况,在风能资源丰富区内候选那些风况品位高、可开发价值大、有足够大的面积、具备良好的地形地貌的区域。

2)筛选

在上述区域内综合考虑土地投资、交通通信、电网联网、环境、生活等因素,进行综合调查和分析,并收集气象资料,实施定点观测,取得足够精确的数据。

3)定点

对于筛选区域,在风能资料和观测数据的基础上进行风能潜力估计,并进行可行性评价,最后确定最佳区域。

2.条件

1)风能品质好

高品质的风能资源是建设风力发电场的基本前提。风能品质好的风能资源一般应满足年平均风速在6 m/s以上,年平均有效风功率密度大于300 W/m2,风速为3~25 m/s的小时数在5000 h以上,且风频分布好。

2)容量系数大

容量系数是指风力发电机组的年度电能净输出,即风力发电机的实际输出功率与额定功率之比。风力发电场一般选址在容量系数大于30%的地区。

3)风向稳定

利用风向玫瑰图,主导风向频率在30%以上的地区是风向稳定区。如果风力发电场有一个或两个方向几乎相反的盛行主风向,对于风力发电机组的排布是非常有利的;如果风力发电场虽然风况好,但没有盛行风向,就要综合考虑各种因素。(https://www.daowen.com)

4)风速变化小

风力发电场尽可能不要选择在风速日变化、季变化较大的地区。虽然我国冬季风大,夏季风小,属于季风气候,但是在北部和沿海地区,由于气候和海陆的关系,风速年变化较小。

5)风垂直切变小

选址时考虑不同的地面粗糙度引起的不同的风廓线,风垂直切变大对风力发电机组的运行不利,应选择在风力发电机组高度范围内风垂直切变小的区域。

6)湍流强度小

湍流会使可利用风能减小,减小风力发电机组功率输山,产生振动,使叶片受力不均,引起部件机械磨损,缩短其使用寿命。选址时应尽量避开粗糙的地表和高大的建筑障碍物,或风力发电机组的轮毂高出附近障碍物10 m。

7)避开灾害天气

灾害天气包括强风暴(如强台风、龙卷风)、雷电、沙暴、盐雾等,它们对风力发电机组具有破坏性。例如,强风暴、沙暴会使叶轮转速增大,使叶轮失去平衡,且增加机械磨损,减小设备使用寿命,盐雾会腐蚀风力发电机组部件等。

8)尽可能靠近电网

风力发电场应尽可能靠近电网,以减少电损和电缆铺设。

9)地形简单、地质好

地形单一,风力发电机组在无干扰的情况下运行状态最佳。选址时也应当考虑地质状况,比如是否适合深度挖掘,远离强地震带、火山频发区及具有考古意义等特殊价值的地区。

10)其他

选址时还应当关注到温度、气压、湿度、海拔对空气密度的影响,除此以外还要考虑交通方便、保护生态等问题。