新闻

风电场微观选址分析

作者:币游 发布时间:2020-08-08 05:38 点击数:

  风电场微观选址分析_工程科技_专业资料。摘 要 :风 电 场 微 观 选 址 对 风 电机 组 运 行 状 况起 着极 其 重要 的 作 用 ,不仅 关 系到 风 电 场 机 组 的 发 电状 况 ,还 关 系 到 风 电设 备 的部 件

  摘 要 :风 电 场 微 观 选 址 对 风 电机 组 运 行 状 况起 着极 其 重要 的 作 用 ,不仅 关 系到 风 电 场 机 组 的 发 电状 况 ,还 关 系 到 风 电设 备 的部 件 损 坏 与机 组 寿 命 。 本 文 就 微 观 选 址 的影 响 因 素 、 目的 、 意 义和 方 法 进 行 了 阐 述 ,并 对 因 湍 流 强度 过 大 而造 成 部 件 损 坏 的运 行 机 组 与 在 选 址 过 程 中发 现 湍 流 强度 过 大 的 机位 提 出 了建 议 。 关 键 词 :微 观 选 址 ;风 电机 组 ;部 件 损 坏 ;湍 流 强 度 中图 分 类 号 :T M6 1 4 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 :1 0 0 1 — 9 0 0 6 ( 2 0 1 5 ) 0 3 — 0 0 6 5 - 0 7 Mi c r o — s i t t i n g An a l y s i s o f Wi n d F a r m J I A NG W e i j i e ,W A N G Mi n g j u n ,L i t / Q i x i a n g ,Z HU Mi n g x i ,W A N G D a w e i : (1 . D( J l I g f a n g ( ' a l l l El e ( ‘ I r i ( 。Wi l P o w e r Co .,[ A d .,6 1 8 0 0 0,De y a n g S i c h u a l 1 , Ch i n a ; 2 1 ) a t a n g S a I l l 1 ㈣1 x i | I Wi n ( I P 1 ) wP r 1. 1 . t d . .4 7 2 0 0 0.S a n me n x i a .He n a n .( i h i n a 1 Ab s t r a c t : Mi c r o — s i t i n g o f wi n d f a r ms p l a y s a l l e x t r e me l y i mp o r t a n t r o l e t o t h e o p e r a t i n g c o n d i t i o n s o f wi n d t u r b i n e s .I t i s n o t O I d y r e l a t e d t o t h e l : ) o w e r g e t mr a t i t H l ,h u t a l s o t f ) t h e e o n l t ) O l an r t d a ma g e a n d l i f e t i me o f wi n d t u r b i n e g e n e r a t o r( WT G) .I n t h i s p a p e r ,t h e a f f e ( ’ t i n g f a c t o r s ,p u r p o s e ,s i g n i f i c a n c e a n d me t h o d s o f n l i c r o — s i t i n g o f w i n d f a n n s a r e d e s c r i b e d ,f o l l o we d b y a u t h o r ’ S e x p e r i e m’ e s r e g a r d i n g d ama g e s o f a n i n s t a l l e d W TG a l o n g wi t h o b s e r va t i o ns o n i n a pp r o p r i a t e h ) c a t i o n o f W TG whe r e t h e r e i s i n t e ns i v e t u r bu l e nt ’ P . Ke y wo r d s : mi c r o — s i t i n g ;w i n d t u r b i n e ;c o mp o n e n t d a ma g e :t u r b u l e n c e i n t e n s i t y 风 电 场 选 址 是 风 电场 建 设 项 日的 前 期 _ r作 , 对 风 电场 建 设 成 败 及 风 电场 效 益 起 重 要 作 用 。风 箱损坏 的现 象 。通 过 多 个 侧 面 的考 察 来 看 ,陔 机 组 的齿 轮 箱损坏 与微观选 址 之 间有 必 然 的联 系 、 电场微 观 选 址 的 设 计 T作 涉 及 场 J x I 能 资 源 的 利 用 、风 电机 组 及 集 电系 统 的 布 局 、交 通 设 施 、l J 亍 1风 % 电场 - 一 微 观选 址一 与机 组安 ¨ ~ 全 _ 1 . 1 风 电场微 观选 址 一 、 _ 一 地 规模 以及 环 境 保 护 目标 的实 现 等 渚 多 方 面 。选 址 还对 风 电场 的 建设 成 本 和 电量 生 产 、设 备 设 施 的安全 可靠 性 和 运 行 维 护 便 利性 等 都 将 产 生 重 要 广泛 的影 响 。 风 电场微 观选 址 是 在 宏 观 选 址 选 定 的 小 域 r f 1 确定 风 力 发 电机 组 的 分 布 位 置 , 以便 使 整 个 风 电场具 有 更好 的经 济效益 的过程 。 场 址 选择 对 风 能 利 用 的 预 期 H标 能 否 实 现 起 风 电场 的微 观 选 址 直 接 关 系 到 机 组 部 件 损 坏 与 机组 寿命 ,在 实 际 运 行 的 风 电场 中 , 已有 不 少 风 电机 组 因 微 观 选 址 不 而 造 成 机 组 部 件 损 坏 例 如 :某 风 电场 地 处 山地 ,有 1 7 1 . 5 M W 风 电 着关键 性 的 作 用 。如 果 场 址 选 择 不 合 理 ,即 使 性 能优 异 的风 电机 组 也 不 能很 好 地 发 电 ,更 有 甚 者 , F } 1 于 选址 不 正确 ,很 町 能 导致 设 备 的 损 坏 … 『 大 I 机组 ,其 中 1台 的主齿 轮箱 不到 3年 就损坏 ,至今 此 ,如 何在 风 电 场 内 合 理 地 布 置 风 电机 组 ,才 能 得 到最 大 的 发 电 量 ,获 得 最 佳 的 经 济 效 益 , 一 l 是微 观 选址 丁作 的焦 点 。 已更换 2次 ;而在 该风 电场 同 型‘ 安装 同一 配套 厂 家齿 轮箱 的其 他机 组运 行 达 7年 之 久 ,则少有 齿轮 收 稿 日期 :2 0 1 5 - 0 3 - 3 0 作者简介:蒋 伟节( 1 9 7 3 一) ,男 ,1 9 9 6年 毕业于两安交通大学热 力涡轮机 擘业 ,T学学士 程硕士学位 ,2 0 0 9年至今 ,往东方汽轮机风电事业部从事 电服务及管理工 作 1 . 2 微观选 址 与湍流 强度 A、B、c 3个等级 。A 级高 湍 流强 度 ,湍 流 强 度 大 目前 ,微 观选 址 软 件 大 都 以发 电量 最 大 化 为 原则进 行 机 位 的 布 置 ,而 机 组 的 位 置 还 直 接 关 系 到该 机位 湍 流 强 度 的大 小 。较 强 的 湍 流 将 会 造 成 机组振 动 ,使 机 组 的受 力状 态 恶 化 ,从 而影 响 到 机组 的故 障几率 及 部 件损 坏 ,关 系到 将 来 的维 修 、 维护 成本 的 高 低 和 机 组 的 寿 命 , 此 ,风 电场 微 观选址 对其 未来 收益 的影响 不容 忽视 。 为 了最 大 限 度 地 利 H J 特 定 风场 的风能 资源 , 同时 保 证 风 力 发 电机 组 的 安 全 可 靠 运 行, I E C 6 1 4 0 0 一 l对风 电机 组 进 行 了安 全 分 级 。轮 毂 高 小为 0 . 1 6;B 级 中 等 湍 流 强 度 ,其 值 为 0 . 1 4 ;C 级低 等湍流 强度 ,其 值为 0 . 1 2 。 根据 I E C 6 1 4 0 0—1要 求 ,每 一 个 风 速 区 问 下 , 风 电机组所 承受 的有 效湍 流强 度 ( 机 组 之 间尾 流 产 生 的湍流 强度 与环 境 湍流 强 度叠 加 ) 均 不能 超 过 设 计湍 流强 度 。 湍流 强 度 是 风 电场 的重 要特 性 指 标 ,它 的 计 算 、分析 是风 电 场 资 源 评 估 的重 要 内容 ,通 过 风 电场 区域 内风 电机组 轮毂 高 度处 5 0年 一 遇 1 0 m i n 最 大风速 以及 轮 毂 高 度 处 湍 流 强 度 大 小 来 判 断 风 度处 的 湍 流 强 度 以 及 极 端 风 况 是 2 0 0 5 年 版 I E C 6 1 4 0 0 1进 行 风 电 机 组 分 类 的 两 个 主 要 参 数 , 其[ } 1 徽端 风 况 主 要 包 括 极 端 风 速 、极 端 风 切 变 以 及风 速 、风 向的 迅 速 变 化 等 , 而机 组 轮 毂 高 度 处 5 0 一遇 3 S钟 极 大 风速 ,或 者 1 0 a r i n最 大 风 速 风 电机绀极 端载 倚设计 的最 重要 参数 。 按照 微 观选 址 的 湍 流 大 小 选 定 机 位 ,或 确 定 电场的 安 全 等 级 ,依 据 此 等 级 来 选 择 风 电 机 组 机型。 在r f 1 围 ,风 能 资 源 主 要 分 布 在 三北 地 和 近 海 区 域 ,例 如 新 疆 、内 蒙 区 域 ,平 均 风 速 较 火 J x l 电场安 全等 级通 常 为 I E C 1或 [ E C 1 I,风 电场 湍 流 强度通 常 为 B、C 。l _ 【 J 两 、} , , L I L J ) ( 域 ,l 太 】 地 形 起 伏较 大 ,风 电场 安 全 等级 通 常 为 I E C I I 或 I E C m, 风 电场湍 流强 度通 常 为 A、B。江 苏 、浙江 沿 海 区 所采 』 f J 的风 电机 组的安 全 等级 类 型 。根 据 G L规 范 或I E C标 准 ,风 电机 组 的 湍流 强 度等 级 一 般有 A、 B两种 ,新 的 I E C版 本 巾也 有 C等级 的湍 流强度 等 级 。 域受 季风 的影 响 ,风 电场 安 全 等级通 常 为 I E C I或 I E C1 I ,风 电场 湍流强 度通 常 为 B、c l 4。 湍流 对 风 电 机 组 性 能 的 不 利 影 Ⅱ 向主 要 是 减 少 I E C 6 1 4 0 0中将 风 电场机 组 的设 计等级 分 为 3类 I E C I、I E C I I、I E C m。如表 1所示 。 表 l I E C标 准 的 风 电场 机 组 设 计 等 级 分 类 表 功率 输 出 ,增 加 风 电 机 组 的疲 劳 载 荷 ,最 终 削 弱 和破 坏风 电机组 。 为了减 少 叶 片 的 脉 动 种1 破 坏 力较 强 的 动 态 载 荷 ,在湍 流强 度较 大 的 地 I ,应 慎 建 或 不 建 风 电 场 。若风 电 场 的 湍 流 强 度 超 过 机 组 的安 全 设 计 等 注: . 表示 风 电 场 5 0年 一 遇 的 1 o ai r n最 大 风 速 级 时 ,在 选 机 型 时 应 与 机 组 生 产 厂 家 充 分 交 流 , 对设 备 的承受 能力进 行充分 地论 证 和评估 。 如果 设计者 或者 顾 客需 要 一个 特定 的 ( 例如: 1 。 3 交变载 荷与机 组部 件损坏 风 电机 组 容 易 受 到 疲 劳 载 荷 的 严 重 影 响 。存 特定 风况 、特 定 外 部 条 件 或 一 个 特 定 安 全 等 级 ) WT G S等级 ,这 个等 级 定 为 s级 。s级 WT G S的 设 计值F } 1 设计 者 或 顾 客 选 取 ,l 并 在 设计 文 件 中 详 细 6 0 0 k W 机 组 中 ,叶轮 在 2 0年 的 寿 命 期 内 会 旋 转 2×1 0 次 。每 旋转 一 周 存 低 速 轴 和 叶 片 上 所 受 到 的 重力均 会 m现 剧 期 性 地 变 化 。同 时 ,在 叶 轮 旋 说明 。对 于这 样 的特 定 没计 ,选 取 的 设 计 值 所 反 应的环 境 条 件要 比预 期 的 风 力 机 使 用 环 境 更 为 恶 转 平 面 上 ,会 因 风 剪 切 力 、偏 航 误 差 、轴 倾 斜 、 塔架 阴影 和湍 流 等效 应 产 生 循 环 变化 的 载荷 。 劣。 等级 中 I、 Ⅱ和 Ⅲ ,这 些 条件 既 不 包 括 海 上 条件 ,也不 包 括 热 带 风 暴 中的 风 况 ,如 飓 风 ,龙 此 ,许多 风 电 机 组部 件 的 设 计 都 取 决 于疲 劳 载 荷 而不 是极 限载荷 。 短期平 均 风 速 的 波 动 或 湍 流 对 载荷 设 产 生 主要 的影 响 , 为 这 是 极 端 阵 风 载 荷 和 大 部 分疲 卷风 不 1 I 俞风 。这 些条件 要求 WT G S按 S级设 计 。 I E C 6 1 4 0 0—1 按 1 0 n l i n内 平 均 风 速 为 1 5 m / s 时计算 } I I 来的 湍流 强 度特 征值 ,把 湍 流 强 度 分 为 : 劳载 荷 的来 源 。 叶轮 转 动 会 不 断 产 生 局 部 剪 切 阵 风 ,使 叶片 的疲劳 载荷 加剧 。 由于风 电 机 组 运 行 在 非 常 复 杂 和恶 劣 多 变 的 糙 度 的变 化 关 系 : = ] Xo 1 环 境 下 ,所 以 ,机 组 所 承 受 的载 荷 情 况 也 是 非 常 复杂 的 。不 同 的 载 荷 情 况 对 于 机 组 的各 个 部 件 的 受力情 况 都 有 不 同 的 影 响 ,而 确 定 载 荷 情 况 对 于 后 续 的设 计来 说是 非常 重要 和基 础性 的T 作 。 不 同的机 位 ,因 风 况 和 环 境 条 件 不 同 ,机 组 所受 到 的动 态 载 荷 差 异 很 大 。 环 境 湍 流 强 度 是 指 。 式中: 为 在高 度 X 处 的 风速 ;V o为在 高 度 处 的风 速 ;仅 为 指 数 ,它 与 地 面 粗 糙 度 有 关 。 我 国常用 的 仅值 分为 3类 :0 . 1 2 、0 . 1 6 、0 . 2 0 。按 公式 计算 ,见表 2 。 表 2 不 同粗 糙 度地 形及 各 离 地 高 度 风 速 相 对 1 0 1 1 1 处 的 比 值 风 电场 中单 独 一 台风 电机 组 承 受 的 正 常湍 流 强 度 , 该湍 流强 度 没 有 受 其他 机 组 或 者 障碍 物 的 尾 流 影 响 。确定 风 电 机 组 湍 流 强 度 等 级 不 仅 取 决 于 环 境 湍流 强度 ,更 应 考 虑 冈 为风 电 机 组 尾 流产 的 湍 流强 度 。风 电 场 中机 组 承 受 的 有 效 湍 流 强 度 由环 境 湍 流强 度 和 因机 组 彼 此 之 间 尾 流 产 生 的 湍 流 强 度 2部分组 成 。 2 . 2 障 碍 物 的 影 响 由于 气 流 经 过 障 碍 物 时 在 其 下 游 会 形 成 扰 动 不 同设 计 湍 流 强 度 等 级 对 等 效 疲 劳 载 荷 的 影 响相 对来 说 要 大 很 多 ,基 本 上 降 一 个 湍 流 强 度 等 区 ,在扰 动 区风 速 不 但 会 降 低 ,而 且 还 有 强 的 湍 流 ,对机 组 运 行 十 分 不 利 , 因此 ,在 选 择 机 组 安 级 ,等效疲 劳 载 荷 就 会 相 应 的 降低 1 0 % ,湍 流 强 度对 等效 疲 劳 载 荷 的影 响 非 常 大 。另 外 ,风 轮 直 径 越 大 ,降 低 湍 流 强 度 等 级 对 降 低 等 效 疲 劳 载 荷 的作 用越 明 。 因此 ,叶 轮 直 径 和 机 组 的 设 计 装 位置时 ,必 须 要 避 开 障 碍 物 下 流 的 扰 动 区 。 从 理论 上讲 ,扰 动 区的 长度约 为 1 7 H( H 为障 碍物 高 度) ,所 以在选 址 时 ,要 尽 量避 开 障碍 物 ,一 般 应 在 1 0 H 以上 。 2 . 3 地 形 的影 响 湍流 强 度 等 级 对 机 组 交 变 载 荷 的 承 受 能 力 影 响 很大。 对 于山 地 风 电 场 ,山 地 地 形 以 及 植 被 对 风 电 机组 所带 来 的 湍 流 影 响 很 大 。 当气 流 通 过 丘 陵 或 山地 时 ,由于受 到 地 形 阻 碍 的 影 响 ,在 山 的 向风 面下 部 ,风 速 减 弱 ,且 有 上 升 气 流 ;在 山 的 顶 部 和 两 侧 ,风 速 加 强 ;在 山 的 背 风 面 ,风 速 减 弱 , 为 了使 风 电机 组 能 长期 安 全 稳 定 运 行 ,在 设 计 和制 造 时 要 重 点 考 虑 机 组 的 抗 疲 劳 载 荷 能 力 ; 在 风 电场 微 观 选 址 时 ,充 分 考 虑 风 况 和环 境 条 件 对机 组 的影 响 ,以 避 免 部 件 的 损 坏 ,延 长 风 电 机 组 的使用 寿命 。 且有 下 沉 气 流 ,重 力 和惯 性 力 将 使 l J - I 脊 的 背 风 面 气流 往往 成波 状流 动 。 山地 对 风 速 影 响 的水 平 距 离 一 般 在 向 风 面 为 2 微观 选址 的 主要 影响 因素 T作 在 自然 环 境 状 态 下 的 风 电 机 组 , F b 于 湍 山 高 的 5~1 0倍 、背 风 面 为 l 5倍 ,且 山脊 越 高 、 坡 度越缓 ,在 背风 面影 响 的距离 越远 。 根据 经验 ,在 背 风面对 风 速影 响 的水 平 距 离 L 流产 生 的机 理 和 原 因很 复 杂 ,对 设 备 的 影 响 也 是 多方 面 的 。在 风 电场 微 观 选 址 时 ,通 过 对 各 种 影 响 因素 的综 合 考 虑 ,减 少 湍 流 强 度 对 设 备 的 影 响 和破 坏 ,实 现风 电场 的最优 选址 。 2 . 1 地 面粗 糙 度的影 响 大致 是 与 山高 h和 山 的坡 度 O / 半 角 的余 切 的乘 积成 比例 ,即 : L = h?c t g— O / 在 近地层 中 ,风 速 随 高 度 有 显 著 变 化 ,但 由 于地 面粗 糙 度不 同 ,风 速 随高 度 的 变 化也 就 不 同。 大 气低层 常 用 指 数 公 式 表 示 风 速 和 高 度 与 地 面 粗 封 闭的 谷地 风 速 比平地 小 。长 而平 直 的谷 地 , 当风沿 山谷 而 吹 时 ,其 风 速 比平 地 加 强 ,即 产 生 狭管 效 应 ,风 速 增 大 ;但 当风 垂 直 谷 地 吹 时 ,风 速 则较平地 为小 ,类 似 封 闭 山 谷 。根 据 实 际 观测 , 给 出封 闭 谷 地 Y 。和峡 山 口 Y 与 平 地 风 速 的 关 系式 : ) , l = 0. 71 2 x+ 1 .1 01 线对 风 的结 构 都 有 很 大 的 影 响 ,但 这 种 影 响 有 可 能是 有利 的 ( 形 成加 速 区 ) ,也 有 可能 是 不利 的 ( 产 生 尾流 、风扰 动 ) ,所 以 ,在选 址 时要 充分 考 虑 这 些 因素 。 由于 气 流通 过 障 碍 物 时 在 障 碍 物 的下 游 会 形 成 尾流 扰 动 区 ,然 后 逐 渐 衰 弱 ,在 尾 流 区 ,不 仅 Y 2:1 . 1 6 +0 . 4 2 J 式中: Y 为封 闭 地 风速 ; Y : 为峡 谷 山 口风 速 ; 为平地 风速 。 2 . 4 周 围环境 风 速会 降低 ,而且 还 会 产 生 很 强 的 湍 流 ,对 风 电 机 组运行 极 为 不 利 。 冈此 ,在 设 置 机 位 时 必 须 注 意 避开 障碍 物的尾 流 。 风 电场在 其 建 没 过 程 中会 对 周 嗣环 境 有 所 影 响 ,『 大 l 此 ,风 电场 的 微 观 选 址 把 对 周 围环 境 的 影 3 . 2 复杂地 形 的微观 选址 我 国沿 海 及 内 陆存 在 着 大 量 的 山地 ,复 杂 山 地 的风 流 不 仅 是 巾大 地 形 以及 气 候 引起 的 ,更 多 的则受 到局 部 地 形 的 影 响 。对 于 简单 地 形 ,大 地 响也 需 考 虑 。一 方 面 ,要 对 生 态 环 境 进 行 保 护 , t - L  ̄ u 禽 的迁 徙 路 线 、鸟 类 飞 行 路 线 以及 动 物 柄 息地 等 ;另 外 还 要 保 证 尽 量 不 要 占用 耕 地 和 植 被 等 ;同时考 虑 噪 声 的 影 响 ,根 据 相 关 规 定 要 求 风 电场 发 电 机 组 和 最 近 的 居 民小 区 的距 离 的 确 定 , 其 噪声 的大小 不能 超过 4 5 d b 。 3 形 以及气 候 是 引 起 风 流 的 主要 起 因 ;对 于 复 杂 山 地 ,局部地 形 对 风 流 的加 速 、对 风 向 的 偏 转 是 造 成风 电场 微观选址 的难题所 在 ¨ 。 在对 复 杂地 形 进 行 微 观 选 址 时 ,风 电机 组 间 距 的计 算 尚无 成 熟 、快捷 、简便 的 方 法 ,通 常 需 通过 多次试 算最终 确 定方 案 。 在复 杂地 形 和 气 候 条 件 下 ,驱 动 风 流 的 索 并不 唯一 ,一 个 特 殊 的 流 动 情 况 就 是 风 速 并 不 随 3 . 1 平坦地 形 的微 观选 址 平坦 地形 可 以 定 义 为在 风 电场 区及 周 同 5 k m 半 径范 隔 内其地 形高 度 差 小 于 5 0 m,同 时地 形 最 大坡 度小 于 3 。 。实 际 一 L,对 于 周 围特 别 是 场 址 的 高程 的上 升 而 升 高 ,在 某 一 高 度 后 ,风 速 随 高 程 的 L升而 降 低 。微 观选 址 技 术 的 标 准 不 明确 以 及 依据 或依 赖 国外 标 准 制 造 的风 电 设 备与 场 址 适 应 性 问题 ,直接 导致 在 复 杂 的 地 形 和 恶 劣 的 气 候 条 件下 微观 选 址 结 果 差 异 显 著. 风 电机 组 没 备 的 运 行可靠 性 不 高 ,运 行 控 制 变 得 更 加 难 ,实 际 } 1 { 力也 比预 测评估 的要 低 【 I O l 。 盛 行风 的 上 ( 来) 风 方 向 ,没有 大 的 山丘 或 悬 崖 之 类 的地 形 ,仍 叮作 为平 坦地形 来 处理 。 存平 坦地 肜进 行微 观选 址 时 ,主要 考 虑 以下 2 个 方面 。 ( 1 ) 粗糙度 的影 响 。对平 坦 地 形 ,在 场址 地 区 范罔 内 ,同一 高 度 上 的风 速 分 布 可 以看 作 是 均 匀 对 山区 、山丘 等 复 杂 地 形 ,不 能 按 简 单 平 坦 地形 的原 则 确 定 J x I 电 机组 位 置 ,而 应 根 据 实 际 地 的 ,可 以直 接 使 用 邻 近 气 象 台 站 的 风 速 观 测 资料 来 对场 址 区进 行 风 能 估 算 。对 平 坦 地 形 ,采 用 同 一 形测 算各 点 的 风 力情 况 后 ,经 综 合 考 虑 安 装 、地 形地 质等 各 方 面 因 素后 ,选 择 合 适 的地 点 安 装 风 电机 组 。在地 彤 复 杂 、地 势 险 峻 的 高 山 上 选 址 还 叶轮 直 径 的 风 电机 组 ,提 高 风 电 机 组 功 率 输 f 十 J 的唯一 方法 是增 加塔架 高度 。 ( 2 ) 障碍 物 的影 响。 障碍 物 是指 针 对某 一 地 点 存在 的相 对 较 大 的物 体 ,如 房 屋 等 。 当气 流 流 过 障碍 物时 ,F } 1 = 于障 碍物 对气 流 的 阻碍 和遮 蔽作 用 , 会改 变气 流 的流 动 方 向 和速 度 。障 碍 物 和地 形 变 化会 影响 地 面 粗 糙 度 。 风速 的 平 均 扰 动 及 风 轮 廓 应考 虑运 输 、吊装 、线路 安装 等要求 “ 。 由于受 复 杂 地 形 自身 的 影 响 较 大 ,有 的 仅 能 在 山脊位 置 进 行 单 排 布 置 ;有 的仅 能 在 放 置 风 电机 组 的位 置 上 布 置 ;有 的地 方 有 山谷 、 山 丘 等 地形 组合 ,机组 布 置受多 种 因素的综 合影 响 ” 。 3 . 3 机组 合理 布局 以避 免尾 流干 扰 从 充分 利 用 风 能 资 源 的 角 度 出发 ,找 寻 出 符 采川 关 联 的 方 法 在 Wi n d F a r me r软 件 中输 入 WA S P软件 形 成的 3个文 件 ,输 入三 维 的数 字 化地 形图( 1 : 1 0 0 0 0或 1 : 5 0 0 0 ) ,地 形 复 杂 的 山地 风 电 场 应 采 1 : 5 0 0 0地 形 图 ,输 人 风 电 场 空 气 密 度下 合风 电场 整体 的能 量 利用 最 大 化 要 求 的 排 布方 案 , 是完 成 风 电 场 微 观 选 址 ] 作首 先要解 决 的问 题。 而影 响 风 电场 全 场 能 量 利 用 寻 优 的 关 键 凶素 是认 识 并 解决 好机 组 尾流影 响 问题 。 一 的风 电机 组 功 率 f f f j 线 及 推 力 曲线 ,设 定 风 电机 组 的布置 范 吲及 风 电机 组 数 量 ,设 定 粗 糙 度 、湍 流 般 而 言 ,当 风 经 过 风 轮 叶 片 后 ,风 轮 一 方 强度 、风 电机 组 最 小 间 距 、坡 度 、噪 声 等 ,考 虑 风 电场 发 电量 的各种折 减 系数 ,采 用修正 P A R K尾 流模 型进行 风 电机组优 化 排布 。 根 据优 化 后 的坐 标 ,利 用 G P S到 现 场 踏 勘 定 面会 吸 收部 分 风 能 ,同 时 转 动 的 风 轮 又 致 使 风 的 湍动 能 增 大 ,产 生 气 流 畸 变 、湍 流 ,而 风 速 会 呈 现突 变减 小 的 现 象 ,这 就 是 所 谓 的 风 电 机 组 尾 流 效应 。之 后 ,在 周 围 流 场 的约 束 下 ,风 速 义会 随 着风 轮 的距 离 渐 远 而 得 以 逐 渐 恢 复 。如 果 风 电场 内风 电机 组 布 置 紧密 ,则 可能 现 上 游 机 组 后 面 点 ,根 据现 场 地 形 地 貌 条 件 和 施 T 安 装 条 件 进 行 机 位 的微 渊 ,并 利 用 G P S测 得 新 的 坐 标 ,然 后 将 现 场 的 定 点 坐 标 输 入 Wi n d f a r m e r中 ,采 用 粘 性 涡 漩 尾 流模 型 对 J x L 电 场 每 台风 电机 组 发 电量 及 尾 流 损 失进 行精 确计 算 l J 。 L j 前 的 微 观 选 址 技 术 ,主 要 是 应 用 经 验 和 基 于线性 模 型 的T 具 软 件 。各 种 软 件 都 有 其 适 用 条 件 及局 限性 ,在 使 用 过 程 中 ,应 充 分 了解 风 电 场 状 况 与软 件特性 ,以优 化机位 布置 。 3 . 5 风 电场选 址 的步骤 风 的尾 流效 应 尚 存 ,风 速 尚 不 及 恢 复 ,进 而 导 致 下游 机组 风 况 “ 恶化 ” ,输 入 J x l 能不 足 ,发 电 } l J 力 降低 的情 况 . 。 机组 尾 流 产 生 的 气 流 畸 变 和 湍 流 ,会 在 下 游 机组 的叶轮上 产 生 交 变 载 荷 ,从 而 造 成 叶 片 断 裂 、 主轴 轴 承 、齿 轮 箱 等 部 件 的损 坏 ,缩 短 机 组 的 寿 命 。 南于较 高 的尾 流效 应 相应 有 较 高 的 湍 流 强 度 , 而在 J x l 电场 全 场 范 围取 得 一 个 相 对 较 小 的平 均 尾 ( 1 ) 计算 整 个风 电场 的风 能 资 源 ,找 出风 能 资 源 较好 的位 盟 。 流效 应 ,又会 有 利 于保 持 全 场 机 组 的 倚 载 均 衡性 , 进 而有利 于提 高 全场 的运 行维 护效 率 ¨ 。 但 是 ,风 电 场 内 又难 以绝 对 避 免 尾 流 效 应 影 响, 为如 果 机 组 布 置 过 于 稀 疏 ,不但 会 相 应 占 ( 2 ) 根据 具体 的地 形 、道路 情 况 确 定适 合 布 置 风 电机 组 的地 形 位 置 ,要 求 坡 度 较缓 ( 小于 1 0 。 ) 、 交通 方便 。 ( 3 ) 在? 蔺足 上述 条件 的前 提下 确 定 不 同 间距 的 多种方 案 ,间距 在 主风 向上 为 5~ 9倍 的机组 直 径 , 在垂 直 主风 向上 为 3~ 5倍 的机组 直径 。 ( 4 ) 确 定机组 间距后 在 实 际地 形 上 布 置 风 电机 组 ,计算 发 电量及 湍流 强度 、尾 流损 失等 的影 响 用过 多 土地 ,且 风 电 场 范 同会 过 大 ,其 一 f 程 投 资 成本 和 运行 维 护 费 用 亦 会 显 著 增 大 。 此 ,机 组 问距 的确定 ,或 说 是 控 制 机 组 尾 流 效 应 ,是 一 个 考 虑综 合 因素平 衡 的技术 经济 选择 过程 。 3 . 4 采用 工程 软件 进行 微观 选址 目前 ,圈 内 微 观 选 址 通 常 采 用 围 际 上 较 为 流 行 的 风 电 场设 计 软 件 WA S P及 Wi n d F a r m e r 进 行 风 况 建模 ,建 模过 程 如下 。 ( 5 ) 进 行方 案 比较 ,选 择 合 理 的风 电机组 间距 布置 风 电机组 。 根 据风 电场 各 测 风 点 校 对 、修 正 后 的测 风 资 料 、地 形 图 、粗 糙 度 ,利用 轮 毂 高 度 的 风 资 源 栅 格 文 件满 足精 度 及 高 度 要求 的 Wi n d F a r m e r 软 件 的 3个 输 入 文 件 ,包 括 :轮 毅 高 度 的 风 资 源 栅 格 文 嗡幽嘲 0 l l l l _ _ 'l l 4 . 1 缺 乏长期 的 测风 资料 和气 象数 据 巾 闻风 电 发 展 较 晚 ,不 少 新 建 风 电场 地 区 的 测 风 资料 和 气 象 数 据 欠缺 ,甚 至 是 一 个 空 白。然 而 ,风 电场 微 观 选 址 需 要 获 得该 地 区 多 年 积 累 的 件 、测 风 高度 的 风 资 源 栅 格 文件 及 测 风 高 度 的 风 资源风 频表 文件 。 风况 资料 和气 象 数 据 ,这 对 于 正 确 选 址 显 得 尤 为 重 要 。如果 没有 这 些 数 据 ,选 址 就 难 有 准 确 科 要 采取弥 补 措 施 对 机 组 运 行 的经 济 性 及 未 来 收 益 进行 重新 评估 。 学 的依 据 , 可能 为 机 组 安 全 l 不 1 J 部 件 损 坏 埋 下 了潜 在的 隐患和 伏笔 。 例如 :云南地 区 , 由 于 云 南 省 风 电 开 发 起 步 较 晚 ,山 普遍 缺 乏 测 风 资 料 ,这 就 成 为 了 云南 山区 J x 【 电场选 址 的第一个 难点 。 湍流强 度 是 建 风 电场 的 重 要 指 标 ,它 对 机 组 为避 免 机 组 因 湍 流 度 过 大 而 造 成 部 件 损 坏 , 延 长机组 寿 命 ,一 方 面 ,在 风 电场 新 建 阶段 需 通 过 工程 软 件 对 机 组 机 位 进 行 筛 选 和 布 置 ;另 一 方 面 ,微观 选址 不 当 的 风 电场 运 行 机 组 ,需 要 再 次 性 能 和寿 命 有 直 接 影 响 。 云南 省 气 象 台均 无 风 速 脉 动 脱 测 记 录 ,无 法 进 行 湍 流 强 度 计 算 , 因 此 , 在 风 电场 选 址 时 ,湍 流 对 J x l 电机 组 运 行 可 靠 性 的 影 响尤 法准 确 预 测 。 由于 缺 乏 高 山 的冰 凌 、浓 对运 行机 组 的机位 进行重 新评 估和优 化 。 当风 电场 微 观选 址 重 新 确 定 机 位 ,或 运 营 风 电场 的风 电机 组 实 际有 效 湍流 强 度 超 出其 设 计 标 雾 、大 霄 、雷 暴 、极 端 气 温 等 灾 害 的 观 测 资 料 , 对 风 电机组 未来运 行条件 的确 定缺乏 科学 依据 。 f } 1 此 可知 ,缺 乏 长 划 的 气象 观 测 资 料 ,这 成 为了! 今 巾 旧 不 少 新 建 风 电 场 、风 电 场 选 址 的 难题 。 准 时 ,为 了避 免 组 部 件 的疲 劳 破 坏 和机 组 寿 命 的 缩 短 ,视 具体 机 位 的 环 境 条件 和评 估 情 况 ,可 采 取 以下措 施 : ( 1 )将 该位 置换 成湍流 强度级 别更 高 的机 型 。 ( 2 )将 该机组 移 到湍流 强度小 的位 置 。 ( 3 )调 节该机 组周 围 ,尤其是 上风 向风 电机组 的布置 ,拉 大 该 机 组 与 上 风 向 机 组 之 间 的距 离 , 使 其尽 可能 少受其 他机 组尾 流影 响。 ( 4 )南于湍 流强度 受地 面障碍 物 和地 面粗糙 度 我 建 风 电场 大 部 分 地 I 是属 于 人 烟 稀 少 的 草原 ,或 …地 ,在 这 些 地 少 有 相 关 资 料 和 气 象 数据 。 必 缱 风 电 场 时 ,则 大 都 只能 依 据 一 年 左 的测 风塔 数 据 , 且所 建 测 风 塔 的数 量 有 限 ,测 得 的 风 况 资 料 有 限 ,而 没 有 长 期 、全 面 、准 确 的 影 响较 大 ,塔 筒 高 度 增 加 ,机 组 的有 效 湍 流 强 度 减小 。闪 此 ,在 项 目经 济 性 、机 位 基 础 和 塔 筒 强 度允许 的 条 件 下 ,适 当增 加 塔 筒 的高 度 ,把 有 效 风 况 资料作 为微 观选 址 的依据 。 4 . 2 机位 的实 际有效 湍流 强度难 以准确 估算 现 ,对 于风 电场 每 个 机 位 湍 流 强 度 的 计 算 大 都依 据 测 风 塔 数 据 ,运 川 用 T 程 软 件 对 每 个 机 位 的湍 流强 度进行计 算 ,然后 对机 位进行 筛选 。 湍流强度 调 整在机 组允许 的范 围之 内 。 ( 5 ) 在 现 场 风 况 测 定 与 机 组 性 能 评 估 的 基 础 上 ,根 据风 况 条 件 有 选 择 性 地 运 行 。 如 在 湍 流 强 度很大 的 时 间 段 ,机 组 停 机 ;或 者 通 过 机 组 控 制 器程 序 没定 限定 机 组 运 行 方 位 ,机 组 仅 在 湍 流 强 新建风 电场对机 位湍 流强 度进行 估算 时 , 不能 准, 『 i f f ) 得 到 每 个 机 位 的 湍 流 强 度 。一 方 面 ,由 于在 建风 电场 之 前 ,机 组 还 没 有 建 成 ,不 能 得 到 机组 之间 的 相 互 干 扰 尾 流 真 实 的数 据 ,因 此 ,不 可能 获得每 个机 位实 际的风 况数 据 ;另一 方 丽 ,在 自然条件下 ,风况 变化 的 复杂性 、随 机性 以及 应 用 度较小 的方 位 运 行 ,禁 止 机 组 偏 航 到 湍 流 强 度 大 的方 位运 行 。 ( 6 ) 调 整风 电场机 组 的运 行 模式 ,即 当下 风 向 风 电机 组 受 上 风 向风 电机 组 尾 流 影 响 严 重 时 ,可 以根据 实 际情况 关停部 分下 风 向的风 电机组 .这样 尽管牺 牲 了一 部 分 发 电量 ,但 町使 下 风 向机 组 避 免 了因尾 流 引起 的有 效 湍 流 强 度 过 大 ,从 而 可 降 低疲 劳载荷 ,延 长下 风 向机 组 的使 用 寿命 。 软件 的局 限性 ,在运 用软 件 对每个 机 位 的湍流 强 度 进 行计算时 ,永远 都会存在理论 与实际的偏差 。 此 ,通过 软 件 进 行 风 电 场 微 观 选 址 ,难 以 对每个 机 位 的 实 际 湍 流 强 度 大 小 做 m 准 确 评 估 。 存 在某 些 风 电场 机 位 的有 效 湍 流 强 度 ,在 大 风 速 时超 过 I E C — A类标 准 ,或机 组 的设 计 标准 ,从 而 在 新 建风 电场 时 ,重 视风 电机 组 的 微 观选 址 , 影 响 机组安 全 及 使 用 寿命 ,对 于 这 种 情 况 ,有 必 旨在减 少 风 电 机 组 的 部 件 损 坏 ,延 长 机 组 寿 命 。 从 国内风 电场 现 实 情 况 来 看 ,不 少 风 电场 地 处 山 地 ,因机 位 差 别 ,其 风 况 差 别 很 大 ,从 理 论上 来 讲 ,同一 风 电场 ,如 果 不 同 机 位 的 风 况 条 件 超 出 了一 种机 型 的 承受 能 力 ,应 当选 用 多 种 安 全 等 级 的机 型与 多种 风 况 条件 的机 位 相 对 应 。也 就 是 说 , 市 建 没理 论 研 究 ( 电子 版 ) ,2 0 1 2 ( 1 ) [ 5]叶杭冶 ,等 .风力发 电系统 的设 计 、运行 与维护 [ M] .北 京 : 电 子 工业 出 版社 ,2 0 1 0 [ 6 ]【 美】T o n y B u r t o n 等 .武鑫等 译 . 风能技术 [ M] .北京 :科技 出 版 神 ,2 0 0 7 [ 7]章凯 ,刘玮 ,董德兰 .风 电场风电机组有效湍流强度超标处理 方式 的技 术 方 案 探 讨 [ C] .陕 西 省新 兴 能 源 与 可再 生 能 源 发 展 学 术 研讨 会论 文 集 . 2 0 1 I 在 风 况条 件 差 别 很 大 的风 电场 ,应 当严 格 根据 不 同机 位 的风 况 条件 来 决 定 机 型 ,而 不 是 简 单 地 按 风 电场选机 型 。 [ 8]于力强 ,苏蓬 .风电场选i l l : I  ̄ ' G , 题综述 [ J ] .中同新技术新 产^ ^, 2 0 0 9( 7 ):1 5 6 在风 电 场 实 际 运 行 的 机 组 中 ,如 果 发 现 有 微 观选址 不 当 的 机 位 ,应 及 时 评 估 并 采 取 措 施 ,权 [ 9]王丽娟 .有关风电场宏观和微 观选址技 术分析与研 究 [ J ] .城 市 建 设理 论 研究 ( 电子 版 ) ,2 0 1 3 ( 7 ) 衡 利 弊 ,从而 使风 电场 取得较 好 的经 济效 益 。 参考 文献 : [ 1 ]都 志 杰 ,马 丽 娜 .风 力 发 电 [ M] .北 京 :化 学 工 业 出 版 社 .2 0 0 9 [ 1 O]胡立伟 ,郑爱玲 ,程艳伟 .复杂 条件下的风电场微 观选址 技 术[ J ] .农 业 l 1 程技 术 ? 新 能 源 产 业 ,2 0 0 8 ( 6 ) :7 —1 0 [ 1 1 ]徐 国宾 ,彭秀芳 , 王海 军 .J x 【 电场 复杂地 形的微观选 址 [ J ] . 水 电 能 源科 学 ,2 0 1 0( 4 ) :1 5 7 —1 6 0 [ 1 2 ]杨 建设 .风电场微观选址的 “ J l l J i { I  ̄ n l 渐远 ”法 [ J ] .风能 ,2 0 1 2 ( 3):6 8—71 [ 2 ]王志新 .现 代风 力发电技术及工程应用 [ M] .北京 :电子丁 业 出版社 . 2 0 1 0 [ 1 3 ]连 捷 .风 电 场 风 能 资 源 评 估 及 微 观 选 址 [ J ] .电 力勘 测 设 汁 , 2 0 0 7 ( 2) :7 l 一 7 3 [ 3 ]许移庆.风 电 机纽疲 劳 载荷 影响 因 素分 析 ( 二 )[ J ] .风 能 , 2 0 1 2 ( 1 1 ) :9 0 - 9 2 [ 1 4]张 云杰 ,洪 祖 兰 , 张 箭 .云 南 t N区 风 电 场 选 址 的 方 法 问 题 [ 4]刘 亚红,勾 先东 ,, 宋振 烷 .风力发 电场场址选 择探析 [ J ] .城 。 [ C ] .全 国风力发电技术协作网第二届年会论 文集 . 2 0 0 7 \ p p ≯ p . ‘: p ≯ p ≯ p ≯ ) p ≯ ≯ p 声 ) 匮匦 我 集 团 被授 予 “ 中国 工 业 行 业 履 行 社 会 责 任 五 星 级 企 业 ( 2 0 1 5 ) ” 称 号 7月 2 6 日,“ 2 0 1 5中国工 业经 济行 业企 业社会 责任 报 告发布 会 暨第 二届 中国工业 企业履 责 星级榜 发 布 会” 在 人 民大会 堂小 礼 堂隆重 举 行。 会 议 由 中国 工 业 经 济 联 合 会 主 办 , 国家 发 改 委 、工 信部 、人 社 部 、 环保 部 、国资 委 、国家质 检 总局 、 国家 安监 总局 等 国务 院 有 关部 门指 导 , 中 国煤 炭 、机 械 、钢 铁 、石化 、 轻 工 、纺 织 、建 材 、有色 、电力 、矿 业等十 家全 国 性行 业协 会 ( 联合会) 协 办。 十 届 全 国 人大 常 委会 副 委 员长 、 中国工 业经 济联合 会 名誉会 长 顾 秀 莲 出度 会 议。 全 国政 协 常 委 、经 济 委 员会 副主 任 、 中 国工 业 经 济联 合 会会 长 李毅 中发表 主 旨讲话 。 联合 国工 业 发 展 组 织代 表 出席 会 议 并 致辞 ,联 合 国全 球 契 约 组 织 发 来 贺信 。 会 上 , 中国工 经联发 布 了 ( ( 2 0 1 5中国工业 经济 行 业企 业 社会 责任 报 告 综 合评 估 报 告》 和 《 中 国工 业 企 业社 会 责任发 展报 告 2 0 1 5 ) ) ,我集 团与 7 7家企 业集 中发 布 了2 0 1 4年度 社 会 责任 报 告 , 中国工 经联 、联 合 国工发 组织 正 式发布 了 “ 2 0 1 5第 二届 中 国工 业企 业履 责 星级榜 ” ,授 予 我 集 团等 3 8家企 业 “ 中 国工 业 行 业履 行 社会 责任 五 星级企 业( 2 0 1 5 ) ” 称号 。 中国工业 企 业履行 社会 责任 星级评 价 活 动, 由 中国工 业经 济联 合 会和 联 合 国工业 发 展 组 织共 同开展 , 由全 国性 行业联 合 会( 协会) 和省 区市 工业 经济联 合会 ( 协会) 等单位 推 荐 ,经审核 、信 息 系统 初评 、复 审 、 有关部 门征求 意 见等程序 ,产 生 “ 中 国工 业行 业 履 行 社会 责 任 五 星级 企 业 ” 榜 ,上 榜 企 业 是参 评 企 业 中 履 行社 会 责任 的先进 企 业 ,是 资 源 节 约 、环境 友 好 ,具 有 良好 经济 、环 境 、社 会 效 益 的企 业 ,代 表 行 业 内先进 的管理 水平 和履 责水 平。 来 源 : 东 方 电气 网 71


币游

@SHENZHEN ENERGY Corporation All Rights Reserved.

币游