风力发电原理 第章 风电场的确定.ppt

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1、第7章风电场的确定7.1风电场选址7.1.1风电场开发风力发电的经济效益取决于风能资源、电网连接、交通运输、地质条件、地形地貌和社会经济等多方面复杂的因素，风电场选址时应综合考虑以上因素，避免因选址不当而造成损失。7.1.1.1风能资源某些地区完全没有或者只有很少现成测风数据，还有些区域地形复杂，由于风在空间的多变性，即使有现成资料用来推算测站附近的风况，其可靠性也受到限制。可采用以下定性方法初步判断风能资源是否丰富。1）地形地貌特征2）风力造成的植物变形3）受风力影响形成的地貌4）向当地居民调查了解7.1.1.2

2、电网连接并网型风力发电机组需要与电网相连接，场址选择时应尽量靠近电网。7.1.1.3地质条件风电机组基础的位置最好是承载力强的基岩、密实的壤土或黏土等，并要求地下水位低，地震烈度小。7.1.1.4交通条件7.1.1.5地形条件7.1.1.6社会经济因素7.1.2风电场宏观选址风电场宏观选址过程是从一个较大的地区，对气象条件等多方面进行综合考虑后，选择一个风能资源丰富、而且最有利用价值的小区域的过程。宏观选址主要按如下条件进行：1）场址选在风能质量好的地区所谓风能质量好的地区是：年平均风速较高；风功率密度大；风频分布

3、好；可利用小时数高。2）风向基本稳定（即主要有一个或两个盛行主风向）所谓盛行主风向是指出现频率最多的风向。3）风速变化小，风电场选址时尽量不要有较大的风速日变化和季节变化。4）风力发电机组高度范围内风垂直切变要小，风力发电机组选址时要考虑因地面粗糙度引起的不同风速廓线，当风垂直切变非常大时，对风力发电机组运行十分不利。5）湍流强度小6）尽量避开灾害性天气频繁出现地区7）尽可能靠近电网8）交通方便9）对环境的不利影响小10）地形情况11）地质情况12）地理位置13）温度、气候、湿度、气压、湿度的变化会引起空气密度的变

4、化从而改变了风功率密度，由此改变风力发电机组的发电量。14）海拔7.1.3风电场微观选址微观选址是在宏观选址中选定的小区域中确定如何分布风力发电机组，使整个风电场具有较好的经济效益。风力发电机组微观选址时的一般选择如下：7.1.3.1平坦地形平坦地形可以定义为，在风电场区及周围5km半径范围内其地形高度差小于50m，同时地形最大坡度小于3°。7.1.3.2复杂地形复杂地形是指平坦地形以外的各种地形，大致可以分为隆升地形和低凹地形两类。7.1.3.3风力发电机组排列方式风力发电机组排列方式主要与风向及风力发电机组数量

5、、场地实际情况有关。应根据当地的单一盛行风向或多风向，决定风力发电机组是矩阵式排布还是圆形或方形分布。7.2可行性评估7.2.1地形特性评估7.2.2噪声评估7.2.3生态评估7.3风电机安装及设计软件介绍7.3.1WAsPWAsP的主要功能如下：风观察数据的统计分析；风功率密度分布图的生成；风气候评估；风力风电机组年发电量计算；风电场年总发电量计算。7.3.1.1WAsP的输入数据7.3.1.2WAsP的输出数据WAsP的不足之处:7.3.2其他软件简介7.3.2.1WindsimWindsim是基于CFD的风能

6、资源评估软件，由挪威Windsim公司开发，适合在复杂地形下的风能资源评估。目前，Windsim主要包括的模块有:地形建立、三维地形模型;基于CFD的风电场模型;风电机组布置;气象数据处理;风电场后处理;风能资源地图绘制;风电场年发电量计算;交互式全三维可视化模型。相对于常规软件，Windsim具有计算气流在三维方向上的变化、计算规划风电场任何位置的湍流强度、风速与风向在风轮扫风面内的变化、规划风电场任何位置的垂直风廓线等特点。7.3.2.2MeteodynMeteodynwT使用计算流体力学方法(CFD)，适合复

7、杂地形下的风资源评估。其具有在复杂地形条件下风资源的评估具有相对较高的准确性和可靠性;可以进行基于时间序列的风资源参数计算，避免了采用Weibull分布拟合的误差和支持多个测风塔数据分析等特点。7.3.2.3WindPROwindPRO以WAsP为计算引擎，两者联合使用具有许多优点:如方便灵活的测风数据分析手段，用户可以方便地剔除无效测风数据，并对不同高度的测风数据进行比较，寻求相关性，评价测风结果;考虑风机尾流影响的风电场发电量计算，并提供多种尾流模型;风机实际位置的空气密度计算;自动修正标准条件下的风机功率曲线

8、;风电场规划区域的极大风速计算;几乎涵盖了市场上所有风机，并不断更新的风机数据库，包括功率曲线、噪声排放及可视化信息等。7.3.2.4WindFallllerwindFarmer是专门的风电场优化设计软件，根据风电场区域内风资源的分布情况，自动优化布置风机，达到风电场风能利用率最优的目的。作为一种模块化软件，WindFarmer包含以下多个分析计算模块:基础