小草湖风电场风资源分析与机组选型综合研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第6期(总第181期)机械工程与自动化NO．62013年12月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONDec．文章编号：1672—6413(2013)06—0034—02小草湖风电场风资源分析与机组选型综合研究李新一，祁文军(新疆大学机械工程学院，新疆乌鲁木齐830047)摘要：利用风资源评估软件WAsP对小草湖风电场进行风资源评估。计算出风谱图，对风速数据统计分析得出平均风速和平均风功率密度变化。给出4种备选风力机组，从风力机容量系数、发电量和经济成

2、本方面进行优化选型分析，选择出适合该风电场的风力机机型，以提高发电量，增加经济效益。关键词：风电场；风能资源评估；机组选型中图分类号：TK81；TK83文献标识码：A0引言(西北)，并伴随次主风向ESE(东南偏东)。图l(b)随着兆瓦级风力机组在风电行业中的逐步推广，中，全年平均风速为7．9m／s。国际风电场都在追求大功率风力机，但风力机是风电1．2平均风速和平均风功率密度场建设和成本中的重要部分，因此，根据具体的风资源统计分析小草湖3om全年月平均风速和平均风状况，选出适合该地区的风力机机型是关键的一步。功率

3、密度，如图2(a)所示。取30m某全天数据，得风WAsP(theWindAtlasAnalysisandApplication速和风功率密度，如图2(b)所示。Program)软件是丹麦国家试验室开发，可安装在个人。。目计算机上对风资源数据进行分析[1]的应用软件。主要∞●功能包括风资源分析和发电量计算等。●邑＼＼新疆地区盛行西北风，小草湖风区是新疆九大风区越骺区之一。本文应用WAsP软件对小草湖风区进行风资源褂分析，从技术和经济成本两方面考虑选择合适的机型。月1风资源分析(a)30m各月平均风速和风功率密度1

4、．1风谱图建立1。一目1选取一整年，每10min记录一次3Om高处的风速●●邑数据。风频曲线用Weibull概率分布，它是种形式简单、＼＼{毯能很好地模拟实际情况的概率模型[2]。应用WAsP龆区碍OWCwizard工具生成30m全年风谱图，如图l所示。(a)风向玫瑰图(b)风速频率图图l30m高度处风谱图风能资源分析是风电场建设工作的第一步。由图1(a)得，风电场主风方向为wNw(西北偏西)和Nw收稿日期：2013—04—07；修回日期；2013—06—27作者简介：李新一(1988一)，女，河南新乡人，在读

5、硕士研究生，研究方向：模具CAD／CAE／CAM软件开发及应用。学兔兔www.xuetutu.com2013年第6期李新一，等：小草湖风电场风资源分析与机组选型综合研究·35·3风力机技术选型分析一A：—Bj+B2——3．1容量系数。20V容量系数C，指风力机年平均输出功率Pw与额其中：W为年发电量，kWh。定功率P，之比，小于1。容量系数越大，发电成本越表2风电机组发电量计算结果低，经济性能越好。其公式如下[4]：机型GW70GW8ZGW9OGW100容量系数0．4290．4520．4410．538Cs=。平

6、均风速(m／s)10．412．111．912．4风功率密度(kW／m)1499256523062495表1备选机型主要技术参数年等效小时数(h)31253439．833573678机型GW70GW82GW9OGW100年总上网电量(GWh)74．1482．5683．9391．95单机容量(kw)1500150025002500发电成本与发电量之比是重要指标。节省建场投数量(台)16162O2O资又多发电是每个风电场建设的目标，相同风况下，发风轮直径(m)708Z．8901OO轮毂高度(m)658680100电最

7、多的机型最佳。切人风速(m／s)3333表3为风电机组成本计算结果。由表3可知，额定风速(m／s)11．810．313．512．5GW82／1500、GW100／2500机型相对于其他机型电价成切出风速(m／s)25252525本较低。与表2综合分析，推荐选用GWlO0／2500机型。000表3风电机组成本计算结果I500一一＼GW90／2．flO0一～：：一．一一机裂GW70GW82GW9OGW10O000害《卜CU11OUU．．．．．．．投资成本67734．373445．475738．482534．3500

8、⋯’弭000维修费用16933．618361．3418934．620633．6j霉旨500度电成本0．5710．5560．5640．561]]]]．．．．．．．．．．．。．．．．．5结论(1)小草湖风区盛行风方向是wNw和NW，风资源符合风电场建设要求。(2)容量系数是风力机组选型的重要指标，同时应考虑发电量和成本之比，准确估算风力机组经济成本，GW100／2500为优选机型。(3)W