风电场选址与风资源的关系

风电场选址与风资源的关系

众所周知，风况是影响风力发电经济型的一个重要因素风能资源的评估是建设风电场的关键所在。风能资源评估是整个风电场建设、运行的重要环节, 是风电项目的根本, 对风能资源的正确评估是风电场建设取得良好经济效益的关键, 有的风电场建设因风能资源评价失误, 建成的风电场达不到预期的发电量, 造

成大的经济损失。因此，对风资源进行详细的勘察和研究是非常重要的,对于风资源的研究和评价大概有以下几个方面。

（1）风电场所在的区域的风能质量要好

所谓质量就是风区年平均风速较高，一般要大于6—7m/s，不同高度的年平均速度参考值是按风切变指数为1/7推算的，并且风速的年变化相对较小为好。风功率密度大，一般情况下10m高度的风功率密度要在150—200w/m2，在高度为30m高度的风功率密度范围为240—320w/m2,在高度为50m高度的风功率密度应该在300—400w/m2。风频分布较好，可以利用的小时数较高，30m高处的年有效风力时数应该在6000小时以上为佳。

（2）风向要基本稳定（即主要要有一个或者两个盛行主风向）

所谓的盛行主风向就是指出现频率最高的方向。一般来说某一地区基本上只有一个或者两个盛行主风向，并且方向一般相反。风能密度方向分布为全年各扇区的风能密度与全方位总风能密度的百分比。在这方面的一般用风向玫瑰图和风能玫瑰图来进行选取风能的盛行风向。风电场内的机组位置的排列就取决于风能密度的方向和地形的影响。此外，风能的主导频率应该在30%以上，风向的稳定性可以增大风能的利用率、延长风机的使用寿命。

（3）风速的变化要小

风电场选址是应尽量选在不要有较大的风速日变化和季变化的地方。不然的话，这会影响风机的效率，以及风机的寿命。变化越小，机组运行越稳定，对电力系统和电机本身都是好的。此外，可以用各月的风速（或风功率密度）日变化曲线图和全年的风速（或风功率密度）日变化曲线图，与当地同期的电网日负荷曲线对比，两者相一致或者接近的部分越多越好，表明风电场的发电量与当地负荷相匹配，风电场输出的电力变化接近负荷需求的变化。

（4）风力发电机组高度范围内风的垂直切变要小

风力发电机组选址时要考虑因地面的粗糙度而引起的不同的风速廓线，当风的垂直切变非常大的时候，对风力发电机组的运行十分不利，对系统也有一定的影响。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.风速随高度的增大, 是风速受地面粗糙度的影响而引起的，

大气低层常用指数公式表示风速和高度的变化关系: V

n /V

1

=（Z

n

/Z

1

）a式中的

V n 为高度为Z

n

处得风速，V

1

为在高度Z

1

处的已知风速，a为指数。在我国，常用

的指数值分为三类，分别为0.12、0.16和0.20。

（5）湍流强度（Ir）要小

由于风是随机的，加之场地表面的粗糙和附近障碍物的影响，因此产生的无规则湍流会给风力发电机组及其出力带来无法预计的危害：减少输出功率，引起极端荷载；减小了可以利用的风能，使风机发电机组产生震动，叶片受力不均匀，引起部件机械磨损，从而缩短了发电机组的发电寿命，严重时还会使叶片及部分部件受到不应有的破坏等。因此，在选址时，要尽量避免风力发电机组避开粗糙的地表面以及高大的建筑物。如果条件允许的话，一般要求发电机组的高度应该高出附近障碍物至少8~~10m，距离障碍物的距离应为5~~10障碍物的高度才好。湍流强度（Ir）采用逐小时湍流强度计算法：逐小时湍流强度是以1h内最大的10min湍流强度作为该小时的代表值。Ir的值在0.10或以下表示湍流相对较小，中等程度湍流的Ir值为0.10~0.25，更高的Ir值表面湍流过大。对风电场而言，要求湍流强度Ir值不超过0.25。

（6）风电场的所在地应该尽量避免灾害性天气频繁发生的地方

灾害性天气包括强风暴（如强台风、龙卷风等）、泥石流、雷电、沙暴、覆冰、盐雾等，它们对发电机组具有破坏性。如强风暴、沙暴会使叶片转速增大而产生过发，叶片失去平衡而增加机械摩擦导致机械部件损坏，降低风力发电机组的使用寿命，严重时还会损坏风力发电机组。另外其他的自然灾害也会给发电机组或者是电网系统带来一些危害，应该经历避开才好。因此，应该尽量避开灾害性气候的地区不要安装风力发电机组。但是，在选址时，有时候会不可避免地要将风力发电机组安装在这些区域。此时，在进行风力发电机组设计时，应该将这些因素考虑进去，要对历年出现的冰冻、沙暴的情况及其出现的频度进行统计分析，并在风力发电机组设计的时候采取相应的措施。

（7）所选风电场应该尽可能的靠近电网

要考虑电网现有的容量、结构及其可容纳的最大容量，以及风电场的上网规模与电网是否匹配的问题；风电场应尽量靠近电网。

注意，上述的发电资源各项标准的好坏进行分析计算是一个长期的过程（至少一年），而不是就几天的问题，并且保证采集的有效数据完整率达90%以上才行。

一个风电场的选取，关键的考虑因素之一就是风能资源的质量。风能资源是一个风电场评估的基础，风能资源决定了发电量，决定了发电机组运行的效率以及它们的寿命。因此，总的来说风能质量就决定了风电场运行的经济性，是一个哼关键的考虑因素。因此，对风能资源的充分考虑对风电场的位置选取来说是必不可少的。