山区风资源特点和对风电机组、风电场设计的建议

《山区风资源特点和对风电机组、风电场设计的建议》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、南方十三曹f匡、市)水力炭宅学会秘窄麦会议硷文亲山区风资源特点和对风电机组、风电场设计的建议洪祖兰张云杰(中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院云南·昆明650051)【摘要】山区风资源的主要特点有：大风季对应干季，小风季对应湿季，风电与水电在季节上具有互补性；近地层上层与下层风速的日变化和风向出现差异；风速切变系数较小且不是常数，某些高度问风速出现负切变现象；风速的频率分布比较接近正态分布；同一测风塔不同高度间风速相关性好；同一风电场各测风塔间风速相关性不好等。以山区风况特点为基础，建议开发直驱型风机，研究立

2、轴涡轮式风机，适当降低风机额定风速，加长叶片长度，缩小单排布置的风杌组阁距，重视风机散热、风塔防雷和基础不均匀沉陷等。【关键词】山区风资源特点机组参数风电场设计我省适合建并网风电场的场址，主要分布于海拔2500m以上的山区。高海拔山区的风况特征与平原和沿海地区有较大差异。1风资源特点大理市大风坝1号测风塔位于东经100口12’22”，北纬25031’58．7”，海拔2816m，塔高60m。目前测风塔的测风仪，每lo分钟记录一次10分钟平均风速，每年共有52560个数据。为便于分析，本文采用各月日小时平均风速

3、作为分析的基础。1．1风速的年特点1号塔月平均风速、月最大风速、月最小风速的年过程曲线见图1。风速的年特点如下l1)大风季对应干季，小风季对应湿季。由图1，自11月至次年5月的月平均风速高于年平均风速，为大风季，对应为干季冰文的枯期)；6。10月的月平均风速低于年平均风速，为小风季，对应为湿季(水文的汛期1。·新能源的韵甩5霞展·由于风电出力与风速3次方成正比，干季风速大，风电出力增加幅度大；湿季风速小，风电出力降低幅度大。因此，风速这种特点和水电正好形成了良好的互补性：干季风电出力大，有利于电网枯期供需平

4、衡。湿季风电—●L、L最定—弋、～一一^o、L·蚱i钉、L，。■一r、’、●，飞、，、疑，j、-一?j、L．一，U，＼’’‘乒，r-、l23456789lO1l12月份图1月平均风速、最大风速、最小风速年过程线图出力小，为汛期电网消纳水电电能腾出空间。2)月平均风速、月最大风速、月最小风速的年内变化过程具有同步性。自1、2月起风速呈下降趋势直至9月，然后呈上升趋势至1、2月。峰值出现在1、2月，低谷值出现在8,9月。3)风速年内变幅大。4)出现高频率的风速值较高。出现频率较高的风速为7。12m／s，相当于4

5、。6级大风，占全年时间的67％。风速15m／s以上的保证率仅占3．78％。出现高频率的风速值较高这特点，是提高风机发电量的主要因素。由于风电出力与风速3次方成正比，风能频率分布曲线与风速频率分布曲线相比，呈右移趋势。风速频率分布曲线、风速保证率曲线见图2、3。1．2风速的日特点年平均日风速过程线(小时年平均值)见图4。1)日风速变化特点是夜间比白天大。中午出现低谷，高峰出现在傍晚18点以后。它符合近地层上层的Et风速变化特点，而与近地层下层的日风速变化特点(午后最大，夜间和清晨较小)不同。上、下层之间存在一

6、个转换层，此层的高度随季节等因素而变化嗍。2)日风速过程线有一个低谷和一个高峰。按各月平均日风速过程线统计，低谷一般出现在11—13时，占88．24％；高峰一般出现在17时以后：出现在17～20时的占53％，出现在22—24时的占27％，出现在凌晨占20％。大风季日风速高峰通常出现在20时前。小风季日风速高峰出现时间推迟至20时以后，直到凌晨。————————砧———————砸》：2¨B￡!nm98765432●o(s＼日一＼瓒鹾甯疹十三省r区、市)术力笈宅学会秘秽走会议纶文亲3)日平均值过程线、日最大值及

7、最小值过程线变化基本同步。4)日风速变化较大o1．3切变系数当空气为中性层结，即空气的温度直减率与气团的干绝热直减率相等时，风速随高度变化服从普朗特经验公式推导的风切变幂律·V2=V。(z如．)‘；式中：zl、Z2为离地面的垂直高度，m；vl、v2为对应高度的风速，rrds；a为切变系数，有测风资料时，a=lg(vJvl)／lg(zdzi)。按月平均风速计算的不同高度之间的风速切变系数见表1。由表1可知：①山区的切变系数a不是一个常数，它在一年中大幅度振荡olO～30m的切变系数变幅为0．0156～0．04

8、72；10～50m的切变系数变幅为0—0．0195；10—60m的切变系数变幅为0．0048～0．0283，变幅较大。30～50m、30～60m、50～60miII。t适：蒸；4，il∞呻∞为芝∞静”襄∞Ⅺ舶10O!●1210公≥s葙e鹾12O一，—一—‘■’、，--——一—-十．～。，-ltt}一一●_--■一11

9、●■_■●■．■．-．一一．．．23●j678910ll12I，14l5161718192021