风力发电系列专题(风机布置).doc

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1、风力发电系列专题之一风机布置风机布置确定最佳安装场址和风机数量与规格后，就可以着手在该场址布置风机。开始布置前我们需要：1．风速风向数据：产生风玫瑰图用以确定主要风能方向；2．场址的地形图：用来查看地形制定风机的具体位置；3．风机技术参数：用作风机布置施工时的安排和尾流效应距离的判断。布置时我们要考虑制约风机布置的两大因素：1.1外界事物对风机的影响。1.1.1尾流效应对风机的影响尾流效应：指气流经过风轮旋转面后所行成的尾流对位于其后的风机的功率特性和动力特性所产生的影响。（《风力发电实用技术》141页）谈尾流影响有必要先解释一下主要风

2、能方向：根据场址处风气象数据得出的风能所占比例最大的那几个方向即为此场址的主要风能方向。风机之间相互的尾流影响：风经过风机的旋转面时也会在其后产生一个风速减小的紊流区，若风机的扫风区处于该紊流区内，因风速减小发电效率就会下降，也会因为紊流产生的振动使风机的寿命缩短。一般根据地形不同采用提升旋转面高度或根据主要风能方向拉远风机间的距离的方法即可减小甚至避免其影响。在不同地形区采用不同的布置方案：1)在平原地区，因为各风机一般为统一型号，所以轮毂高度大都一致只能以拉开距离来避免尾流影响。因为风机旋转面是垂直于风向的，故风机间主要风能方向上的

3、距离要大于次要风能方向上的距离。主要风能方向的间隔一般为风轮直径的8～10倍，次要风能方向则为5～7倍。距离太近，尾流影响风机效率，太远使连接电缆和施工道路过长增加成本和电能损耗。初步定出距离后，将其输入到wasp中计算尾流影响到底有多大，算出一个最佳距离再去重新布置风机。布置示例如下图：SEPD5编写人仲天明风力发电系列专题之一风机布置2)在山区、丘陵区，因为有高低差，故可以用高低差来缩小水平方向的距离。一般，前面低处风机旋转面的上缘与后面风机旋转面的下缘要有0.5～1倍风轮直径的高差，而两机间的水平距离则可以缩短至5～7倍风轮直径。

4、山区布置可以参考以下几点：1.山脊应尽可能处于垂直于主风向的位置，而且山前不要有什么山形变化。2山尖不要很平坦，且上升坡度到山尖应尽可能连续。3.山脊风速的提高要高于圆球型山4.陡峭的山风速的提高与平地相比随高度变化会很快下降5.最佳坡度比为1:3到1:4之间6.山的附近地形情况对山上气流结构有影响7.斜高高于1:4的山坡应避免8.在山尖处随高度风速的变化与平地比较加速作用不是很高且随高度增加会很快消失例如，崇明岛风电场三期的风机风轮直径为70m，主风向为东南偏北，故在此方向上风机间距应为8×70＝560m以上，其他次要方向则为5×70

5、＝350m以上（实际因为场地富余，距离拉开到了500m）。1.1.1地形地质对风机布置的影响地形的影响主要体现在施工成本和风机的效率两个方面。SEPD5编写人仲天明风力发电系列专题之一风机布置1)施工方面：如风机基础处的地形地质若不满足风机安装的要求则需要额外投入资金使其满足要求（如填埋水域，加固基础）；有的地方电缆线可能无法与变电站直连，而是被迫避开一些特定的地形与建筑物，从而增加了电缆线的长度和输送电的损耗导致成本的上升，资源浪费。要么安置地的交通不便需另外的资金用于铺设施工道路和施工场地（因为风机大多为几十吨重，运输和安装对道路和

6、施工场地均有一定的要求）；再就是可能产生征地费用；最后，安置位置尽量不影响到场址处原有的设施的正常运行（如埋设电缆可能会影响原有的建筑物结构）。2)风机效率方面：应选择地面粗糙度较小或风能集中的地方，如靠近水面，山顶，隘口。风经过场址周围的建筑物和自然物体（如树木，山丘）等障碍物时风速会减小并在其后产生紊流区，当障碍物的宽高比b/H<=5时，这个紊流区长约为20H；若b/H>5则这个长度会加长到30H，风机布置也应该避开由障碍物产生的紊流区。如下图所示：地质的影响则体现在对风机基础的影响。在平原地区，主要考虑土层构成情况看是否适合做风机

7、基础；在山区则要考虑断层等地质灾害问题对地基稳定性的影响；在靠近水域的地方还要考虑水文上洪水对风机的影响。1.1.1配套设施对布置的影响配套设施主要分电气和土建配套两个方面SEPD5编写人仲天明风力发电系列专题之一风机布置电气方面：发电机所需配套的电缆会制约风机的布置。具体体现在连接发电机和变电站时，风机位置处的地形和相对于变电站的距离决定了电缆线的长度。土建方面：主要体现在风机施工时所需的场地道路等施工条件方面。如吊装的吊车需要40m见方的场地，对地基也有很高的承重要求，附近的道路也要有足以让吊车通过的宽度。在山区，如果风机布置在山顶

8、，还牵涉到开盘山公路，这就需要计算将风机布置在山顶的经济性了。崇明岛风电场三期场址所在地为靠近海堤的有大量鱼塘的平原地区，风机分两排大都沿海堤布置在堤坎上，这是因为堤顶有现成的道路可以利用方便施工；堤坎也符