淺談風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)與運(yùn)行中若干問(wèn)題分析

呂光華

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,浙江杭州 310000)

淺談風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)與運(yùn)行中若干問(wèn)題分析

呂光華

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,浙江杭州 310000)

當(dāng)前隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的生活水平不斷地提高,隨之對(duì)于各種追求也在不斷地提升,這使動(dòng)力資源越來(lái)越重要,特別是對(duì)電能的需求。風(fēng)電是一種可再生資源,相對(duì)于火力發(fā)電等來(lái)說(shuō),風(fēng)電具有較好的利用價(jià)值。鑒于此,本研究將主要針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行當(dāng)中存在的若干問(wèn)題展開(kāi)簡(jiǎn)要的分析與探究,希望所得的結(jié)果能夠引起大家的關(guān)注和重視,也希望本研究能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域提供可行的參考。

風(fēng)電建設(shè) 運(yùn)行 若干問(wèn)題

風(fēng)電是一種可再生資源，風(fēng)電設(shè)施不單單施工簡(jiǎn)單而且具有很低的維護(hù)費(fèi)用。相對(duì)于其它發(fā)電而言，風(fēng)電清潔沒(méi)有污染，最重要的是可以不消耗任何燃料，在當(dāng)前世界資源高度緊張的背景之下，可以說(shuō)風(fēng)電建設(shè)是一種最佳的選擇。不僅僅在一定程度上緩解了資源緊張的危機(jī)，還為減輕環(huán)境污染做出了一定的貢獻(xiàn)，在未來(lái)一定時(shí)間里，風(fēng)電將會(huì)逐漸地成為一種重要的資源。

1 風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)當(dāng)中的若干問(wèn)題分析

1.1 風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的選址問(wèn)題

對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)而言，首先所要面對(duì)的問(wèn)題就是關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)的選址問(wèn)題。風(fēng)電場(chǎng)的選址需要考慮諸多的因素，對(duì)于選區(qū)的風(fēng)力資源的類別、交通情況、是否存在鳥(niǎo)類遷徙的路線或者是否為鳥(niǎo)類遷徙的目的地，還要考慮風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)選區(qū)是否在密集的建筑物分布地區(qū)，有沒(méi)有電網(wǎng)的構(gòu)成等等。本文主要就風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)選址當(dāng)中的風(fēng)資源和微觀選址等方面的內(nèi)容做出簡(jiǎn)要的分析。

首先是風(fēng)資源，風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)對(duì)風(fēng)資源的需要綜合考慮，很多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，因?yàn)樵趯?duì)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的時(shí)候沒(méi)有對(duì)風(fēng)資源的類型、風(fēng)資源的性質(zhì)做出標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量和評(píng)估而造成了風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際發(fā)電量比預(yù)計(jì)發(fā)電量低很多[1]。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行選址，要保證對(duì)風(fēng)電場(chǎng)選區(qū)的測(cè)風(fēng)時(shí)間夠長(zhǎng)，一般需要測(cè)滿一年，也就是說(shuō)，測(cè)風(fēng)必須要保證一年的提前量。在具體的測(cè)風(fēng)工作當(dāng)中，還需要注意很多的因素，比如對(duì)測(cè)風(fēng)塔的數(shù)量和位置分布的要求，對(duì)測(cè)風(fēng)塔的性能和高度的限制，都要進(jìn)行嚴(yán)格的把控。只有將這些完善好才能夠獲得具有代表性的、完善的，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，這是風(fēng)電建設(shè)項(xiàng)目取得成功的根本性先決條件。

接下來(lái)再談一談風(fēng)電場(chǎng)的微觀選址問(wèn)題。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的微觀選址進(jìn)行有效地把握，這可以確定風(fēng)電場(chǎng)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的具體位置和相互之間的有效距離，而這個(gè)需要在前面所談到的對(duì)風(fēng)資源的各個(gè)性質(zhì)進(jìn)行有效地掌握的基礎(chǔ)上才能夠更好的進(jìn)行。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行微觀選址的時(shí)候需要注意對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地形和地表的狀況作出觀察和研究，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)收尾的障礙物作出具體的分析和探測(cè)[2]。在探測(cè)過(guò)程中一定要注意塔影效應(yīng)、尾流效應(yīng)和湍流等帶來(lái)的諸多影響。當(dāng)前，我們?cè)趯?duì)地形復(fù)雜的場(chǎng)地或者地勢(shì)不平坦的地方進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，都會(huì)格外注意對(duì)機(jī)組的布置，如果發(fā)電量偏低的機(jī)組的微觀選址出現(xiàn)了問(wèn)題，那么就會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電的整體效益。因此，對(duì)機(jī)組的微觀選址進(jìn)行優(yōu)化，需要結(jié)合所選的機(jī)型，只有這樣才能夠在最大程度上實(shí)現(xiàn)風(fēng)場(chǎng)發(fā)電的最大化。

1.2 風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)需要考慮的問(wèn)題

在我國(guó)當(dāng)前的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，遠(yuǎn)距離大區(qū)域的輸電線路的電壓等級(jí)被規(guī)定為500kV，區(qū)域性質(zhì)的樞紐輸電線路的電壓等級(jí)被規(guī)定為220kV，小區(qū)域性質(zhì)內(nèi)的樞紐輸電線路的電壓等級(jí)被規(guī)定為110kV，這三級(jí)電壓就構(gòu)成了我國(guó)輸電線路的主干高壓網(wǎng)絡(luò)[3]。而35kV、10kV、0.4kV等級(jí)別的配電網(wǎng)絡(luò)需要根據(jù)風(fēng)場(chǎng)的實(shí)際容量和與中心變電站的距離、用戶的數(shù)量等進(jìn)行考慮，再選擇接入哪種網(wǎng)絡(luò)，這樣可以滿足風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電的高效和可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。

對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行考慮的時(shí)候需要考慮以下五點(diǎn)問(wèn)題。①對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)電壓等級(jí)進(jìn)行選擇，在這里除了需要根據(jù)就近并網(wǎng)原則以外，還需要跟風(fēng)電場(chǎng)的總裝機(jī)總量和用戶的總負(fù)荷情況進(jìn)行分析選擇；②風(fēng)機(jī)在并網(wǎng)運(yùn)行的時(shí)候所允許的最大線路降壓，一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)機(jī)在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，其線路內(nèi)所產(chǎn)生的最大點(diǎn)降壓不可以超過(guò)線路額定電壓的10%；③需要考慮風(fēng)電場(chǎng)和上一級(jí)別變電站的最大距離，如果距離不能夠達(dá)到要求，則需要考慮為該風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)專用的變電站；④考慮風(fēng)機(jī)對(duì)系統(tǒng)波動(dòng)所產(chǎn)生的影響；⑤考慮變電站和用戶之間的最大距離，用戶與變電站的最大距離需要滿足

2 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響

風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力具有隨機(jī)性和不可控制性，這會(huì)為電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)諸多的麻煩和負(fù)面影響，諸如促使風(fēng)電容量的可信度下降，電網(wǎng)的無(wú)功和有功平衡調(diào)度產(chǎn)生困難，不能及時(shí)提供可行的用電保障。如果電網(wǎng)出現(xiàn)高峰負(fù)荷，那么也不能指望風(fēng)電場(chǎng)可以為電網(wǎng)減輕負(fù)擔(dān)。而且在電容量比例較高的電網(wǎng)當(dāng)中，風(fēng)電的電能質(zhì)量還可能存在著一定的問(wèn)題，其穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步地提高。綜合以上，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)進(jìn)行定量分析對(duì)于風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展具有很大的作用。因此，筆者認(rèn)為，我們需要從動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個(gè)方面進(jìn)行分析，對(duì)動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析的時(shí)候一般都采用仿真方法，要對(duì)異步發(fā)電機(jī)等模型做出考慮，要考慮風(fēng)速、風(fēng)機(jī)等調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)；對(duì)穩(wěn)態(tài)進(jìn)行分析，需要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)做出計(jì)算，但是每一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電工作原理都存在著必然的差異，所以在對(duì)不同風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，其使用方法也是不同的。

3 結(jié)語(yǔ)

在本研究當(dāng)中，筆者主要針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行當(dāng)中所要面臨的相關(guān)問(wèn)題做出了簡(jiǎn)要的分析和探討，文中筆者也捎帶著提及了一些自己的主觀看法。筆者認(rèn)為在當(dāng)前高速發(fā)展的社會(huì)背景之下，對(duì)于可再生資源的利用是一種必然的趨勢(shì)，對(duì)于環(huán)境的保護(hù)也是一種必要的措施。而風(fēng)力資源作為一種可再生資源，在社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面都具有不可忽視的作用，特別是在風(fēng)力發(fā)電方面，對(duì)其進(jìn)行更好地利用將會(huì)創(chuàng)造出更多的價(jià)值。

[1]楊之俊.基于Matlab的組合風(fēng)速建模與仿真[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,03(21)：164-165.

[2]楊偉歡,葉安麗,馬鴻雁.模糊控制在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].北京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2011,03(18)：361-362.

[3]秋良.基于分析建模方法的變槳距風(fēng)力機(jī)靜態(tài)特性數(shù)學(xué)模型[J].兵工自動(dòng)化,2011,06(11)：265-266.