论测风塔在风电场运行中的重要性

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1、论测风塔在风电场运行中的重要性　　摘要：风资源评估对风电场的选址、前期建设起着关键性的作用。为了更好地发挥、认识测风塔在整个风电场建设、运行中的作用，文章通过风电场运维中的实践和经验，论述了测风塔在风电场运行中功率预测和性能指标评估中的作用。精准的测风塔数据是风电场全生命周期管理中关键的元素，可为发电量的提升、运维管理提供更准确的保障。　　关键词：风力发电机组；测风塔；风电场运行；效益管理；风资源评估文献标识码：A　　中图分类号：TM614文章编号：1009-2374（2016）33-0113-04

2、DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.056　　随着国内风电产业的高速发展，风电企业的竞争日益加剧，尤其在弃风限电的背景下，更加需要精细化的建设、运维管理。风电场生命周期，包括前期风能资源的评估、风电场的选址、风力发电机组选型和安装、运行维护。其中对风能资源进行精确的评估，直接影响风电场的效益，是风电场建设成功与否的关键。测风塔作为获取第一手风能资料的设备，在前期风场选址中起着举足轻重的作用。然而，在风电场建成后，如何去评价前期的设计是否合理、风机运行是否正常、

3、风电场的管理是否有效，这就需要对运行的风电场进行设计后评估与运行后评估。此时，测风塔不仅是对风电场建设创造基础价值，而是贯穿了风电场孕育到风电场运行维护以及后评估的整个过程。9　　图1为风电利润的构成，可以看出，风电场的售电量、损失电量的指标都依赖于理论发电量的评估，而理论发电量的准确评估又依赖于风速的评估。风机自身的风速仪由于受到叶片的扰流影响不能准确代表该机组的真实迎面风速。在风场的各项效益评估环节，更能代表风电场风况的生产测风塔的作用就显得尤为重要。　　1测风塔的总体要求　　《风电功率预测系统

4、功能规范》（NBT-31046-2013）要求，风功率预报必须采用实时传输测风塔数据，数据传送时间间隔应不大于5分钟；测风塔应立在风电场外1000～50000m范围内且不受风电场尾流效应影响，宜在风电场主导风向的上风向，位置应具有代表性；采集量应至少包括10m、50m及轮毂高度的风速和风向以及气温、气压等信息，应包括瞬时值和5分钟平均值；测风塔的数据可用率应大于99%。　　考虑到风电场后评估及机舱前风速矫正，“功能性测风塔”即生产测风塔应立在主风向无遮挡且能保证足够的自由扇区、地势变化平缓的规划机位

5、上风向2～4倍风轮直径距离处。　　2测风塔在设计后评估中的作用　　随着越来越多的风电场建成投运，开发商逐渐重视后评估工作。风电场设计阶段的风资源评估是否准确，与风能资源联系紧密的发电量成为体现风电场运营的后评价过程中的重要指标之一。但是如何评价前期风资源的准确与否，就要依靠生产测风塔的数据进行检验。　　下文以国华某风场为例说明前期风资源和实际运行中的差距。　　2.1设计阶段风资源9　　图2为某年内平均风速变化。用WASP9.0软件推算到预装风电机组轮毂高度70m年平均风速为6.40m/s，平均风功率

6、密度为250W/m2，威布尔参数A=7.2，k=2.20；50m年平均风速为6.24m/s，平均风功率密度为232W/m2，威布尔参数A=7.0，k=2.19。根据《风电场风能资源评估方法》，判定该风电场风功率密度等级为2级。　　该风场70m高度年有效风速（3.0～25.0m/s）时数为7916h，风速频率主要集中在3.0～11.0m/s，3.0m/s以下和25.0m/s以上的无效风速少，无破坏性风速，年内变化小，全年均可发电。　　风电场70m高度50年一遇最大风速、极大风速为34.2m/s、40.

7、9m/s，湍流强度为0.11，小于0.12。根据IEC61400-1标准，判定此风电场可选用安全等级为IECⅢc级及以上风机。　　根据该风场风能资源特点和场址范围，采用Windfarmer优化风机布置，按风机间距不小于4D布置风电机组，采用当地空气密度（即空气密度1.091kg/m3）下的功率曲线计算风电机组理论发电量。考虑风电机组利用率、风电机组功率曲线保证率、控制与湍流影响折减、叶片污染折减、气候影响停机、厂用电、线损等能量损耗、电网波动影响、其他因素影响（暂按1%考虑），年上网电量为9410.

8、4万kWh，年等效满负荷小时数为1901h，容量系数为0.22。　　2.2实际运行中的风资源9　　作为新投运的风电场，预测来年发电量时，唯一的参考依据是可研报告中的资源情况。风电场满年投运的发电量为7227万kWh，全年限电量1447kWh，场用电率按照3.75%，全年的实际上网电量为8349万kWh。与可研报告中的发电量相比低了11.28%。　　从图3可以看出，除了9月风况接近外，其余月份风资源相差较大。当然，一年的运行数据无法作为评价风资源的依据。　　此风场采用了