低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)資源開發(fā)的探討及應(yīng)用

李 斌，張宇時(shí)

(1.遼寧大唐國(guó)際新能源有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110001；2.國(guó)網(wǎng)遼寧電力調(diào)度控制中心，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)資源開發(fā)的探討及應(yīng)用

李 斌1，張宇時(shí)2

(1.遼寧大唐國(guó)際新能源有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110001；2.國(guó)網(wǎng)遼寧電力調(diào)度控制中心，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

高風(fēng)速風(fēng)電資源區(qū)域逐漸減少，促使風(fēng)電市場(chǎng)向低風(fēng)速資源的急速轉(zhuǎn)變，為此提出低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)資源開發(fā)方案。通對(duì)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)周期全局掌控，分析了投產(chǎn)數(shù)據(jù)、微觀選址、機(jī)型比選、產(chǎn)能評(píng)估等各階段的技術(shù)方案，應(yīng)用具體實(shí)例指出低效產(chǎn)能的原因。通過探討提高低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)的可行性，得出：加強(qiáng)對(duì)低風(fēng)速項(xiàng)目的準(zhǔn)確評(píng)估，制定針對(duì)性的技術(shù)開發(fā)方案成為低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)的效益衡量標(biāo)準(zhǔn)提升的有效途徑。與優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源區(qū)域相比，低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)需要在項(xiàng)目建設(shè)的每個(gè)環(huán)節(jié)都依靠精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，包括前期測(cè)風(fēng)階段，數(shù)據(jù)處理階段，點(diǎn)位布置階段，選型招標(biāo)階，優(yōu)化設(shè)計(jì)階段，運(yùn)行維護(hù)階段等，每個(gè)環(huán)節(jié)效益均影響最終項(xiàng)目收益，對(duì)于低風(fēng)速區(qū)域的項(xiàng)目開發(fā)重點(diǎn)在于加強(qiáng)選址深度，加強(qiáng)前期技術(shù)投入，促使低風(fēng)速資源地區(qū)的開發(fā)具有更高的產(chǎn)能和效益。

低風(fēng)速；尾流模型；風(fēng)電場(chǎng)；風(fēng)電場(chǎng)微觀選址優(yōu)化

0 引言

目前，我國(guó)的風(fēng)電發(fā)展形勢(shì)以大規(guī)模風(fēng)電為主，風(fēng)電資源主要分布在風(fēng)資源較為豐富的東南沿海及“三北”地區(qū)，而風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展也使低風(fēng)速區(qū)域具備了開發(fā)價(jià)值[1-4]。在風(fēng)資源條件較差的地區(qū)，一般采取安全條件下增大葉輪和提高塔筒高度的物理方式[5]，同時(shí)注重風(fēng)機(jī)排布密度，盡量減少尾流影響等因素影響[6]，保持風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)在低風(fēng)速狀態(tài)下具有高效輸出，配合適應(yīng)低風(fēng)速區(qū)域大功率機(jī)型[7]，保障低風(fēng)速風(fēng)機(jī)高效輸出。

本文以某一典型低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)為依托，以充分掌握?qǐng)鰠^(qū)的地貌和風(fēng)況特征為前提，重點(diǎn)調(diào)研從低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)的前期測(cè)風(fēng)塔選址、測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)分析、風(fēng)機(jī)微觀選址布置及機(jī)型比選的綜合比對(duì)等多的環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控選址技術(shù)，通過建立風(fēng)場(chǎng)模型確定逐臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)電參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，選擇最為適合的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組資源位置進(jìn)行逐臺(tái)移位分析，同時(shí)在機(jī)型選取中分析混排機(jī)組對(duì)產(chǎn)能效益的影響，降低資源部確定度的影響，加強(qiáng)微觀選址深度及優(yōu)化布置方案，提高低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)的開發(fā)價(jià)值和投資回報(bào)率。

1 低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目開發(fā)的影響因素

在低風(fēng)速地區(qū)進(jìn)行風(fēng)資源開發(fā)，應(yīng)特別注重風(fēng)能資源的利用情況，而低風(fēng)速需要更大的風(fēng)能截取面積，轉(zhuǎn)換設(shè)備功率的增大也會(huì)增加風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的成本，同時(shí)考慮低風(fēng)速時(shí)段風(fēng)電場(chǎng)出力的變化和風(fēng)功率曲線與設(shè)計(jì)值的一致性，風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力直接決定著項(xiàng)目最終產(chǎn)能效益。能否準(zhǔn)確評(píng)估區(qū)域風(fēng)資源情況和充分掌握機(jī)組的設(shè)計(jì)參數(shù)制定對(duì)大型風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)意義重大[8-10]，具體影響低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電能力的主要因素主要有： (1)風(fēng)機(jī)葉輪翼型氣動(dòng)效率[11]；(2)葉輪功率曲線飽和值；(3)掃風(fēng)面積；(4)輪轂高度處風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率；(5)風(fēng)機(jī)微觀機(jī)位是否能夠保證風(fēng)場(chǎng)處于低風(fēng)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)電狀態(tài)；(6)風(fēng)電機(jī)組尾流影響；(7)項(xiàng)目中標(biāo)機(jī)型先進(jìn)性；(8)自然條件對(duì)微觀選址機(jī)位的限制情況；(9)前期測(cè)風(fēng)階段測(cè)風(fēng)塔對(duì)于整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的代表性等；(10)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)局分析準(zhǔn)確性偏差情況；(11)地表粗超度情況等。在實(shí)際建設(shè)中，還要重點(diǎn)考慮測(cè)風(fēng)塔的設(shè)計(jì)方案以及對(duì)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的最小不確定性分析、長(zhǎng)期的風(fēng)速修正與擬合及插補(bǔ)經(jīng)度等；風(fēng)電機(jī)的組機(jī)位選取還應(yīng)考慮機(jī)組風(fēng)況、海拔、輪轂高度處的湍流強(qiáng)度、載荷情況、入流角、風(fēng)機(jī)安全性及項(xiàng)目區(qū)域限電情況等因素。

2 技術(shù)方案應(yīng)用及實(shí)例分析

2.1 某150 MW風(fēng)電場(chǎng)資源情況概述

某風(fēng)電場(chǎng)始建于2012年，容量150 MW，分2期項(xiàng)目建設(shè)，一期項(xiàng)目50 MW已投產(chǎn)，二期項(xiàng)目100 MW正在積極推進(jìn)，場(chǎng)區(qū)海拔為91～160 m。風(fēng)電場(chǎng)代表年測(cè)風(fēng)塔70 m高年平均風(fēng)速為6.20 m/s，風(fēng)功率密度為310 W/m2，推算至80 m輪轂高度處風(fēng)速為6.41 m/s，風(fēng)功率密度為332 W/m2，風(fēng)能主要集中于N和SW區(qū)間，占總風(fēng)能的43.5%。70 m高度50年一遇最大風(fēng)速取32.4 m/s，極大風(fēng)速取50.1 m/s。該項(xiàng)目一期采用80 m塔筒，93 m直徑葉片的2 GW機(jī)型，綜合折減系數(shù)為32.1%。目前一期風(fēng)場(chǎng)已投產(chǎn)，年發(fā)電量約為10 790萬(wàn) kW·h，等效利用小時(shí)數(shù)約為2 248 h。為提高二期項(xiàng)目低風(fēng)速區(qū)域的發(fā)電效益，計(jì)劃采用85 m或90 m塔筒，葉片直徑121 m及以上大功率直驅(qū)機(jī)型。

2.2 測(cè)風(fēng)塔選取

項(xiàng)目建設(shè)初期，為充分掌控該區(qū)域風(fēng)資源情況，綜合整個(gè)區(qū)域地貌特征及周邊城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)，設(shè)立了2座測(cè)風(fēng)塔，分別測(cè)量方圓5 km以內(nèi)區(qū)域的風(fēng)資源情況，對(duì)于2座測(cè)風(fēng)塔的數(shù)據(jù)信息要進(jìn)行橫向比較，結(jié)果如表1所示。收集到的分鐘風(fēng)速、標(biāo)準(zhǔn)差和湍流強(qiáng)度均缺乏代表風(fēng)速瞬態(tài)變化的秒級(jí)統(tǒng)計(jì)，對(duì)于計(jì)算極端風(fēng)況條件造成偏差，如果對(duì)設(shè)計(jì)風(fēng)況和實(shí)際情況相差較大，會(huì)造成選型不當(dāng)降低風(fēng)場(chǎng)先天發(fā)電能力，嚴(yán)重情況會(huì)影響全場(chǎng)生命周期。只有對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期充分考慮測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性才能對(duì)低風(fēng)速地區(qū)做針對(duì)性微觀選址布機(jī)方案，前期資料收集情況對(duì)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源情況分析、機(jī)組優(yōu)化設(shè)計(jì)、主機(jī)選型、項(xiàng)目建設(shè)及技改意義重大[12]。

表1 測(cè)風(fēng)塔基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

對(duì)2座兩測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)深入分析，可得： (1)1、2號(hào)測(cè)風(fēng)塔有效數(shù)據(jù)完整率均高于GB/T 18710—2002《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的90%。(2)1號(hào)測(cè)風(fēng)塔10、30、50、60、70、80 m高度處的風(fēng)功率密度分別為223.1、302.1、355.1、372.1、396.3、413.4 W/m2；2號(hào)測(cè)風(fēng)塔10、30、50、60、70、80 m高度處的風(fēng)功率密度分別為194.9、306.3、323.7、408.1、435.3 W/m2。(3) 1號(hào)測(cè)風(fēng)塔10 m高度處風(fēng)速為3～25 m/s時(shí)，風(fēng)速頻率達(dá)到83.71%，風(fēng)能頻率達(dá)到99.31%；70 m高度處風(fēng)速為3～25 m/s時(shí)，風(fēng)速頻率達(dá)到92.68%，風(fēng)能頻率達(dá)到99.83%；80 m高度處風(fēng)速為3～25 m/s時(shí)，風(fēng)速頻率達(dá)到92.75%，風(fēng)能頻率達(dá)到99.87%；2號(hào)測(cè)風(fēng)塔10 m高度處風(fēng)速為3～25 m/s時(shí)，風(fēng)速頻率為88.54%，風(fēng)能頻率分別為99.89%；70 m高度處風(fēng)速為3～25 m/s時(shí)，風(fēng)速頻率為93.51%，風(fēng)能頻率為99.68%；80 m高度處風(fēng)速為3～25 m/s時(shí)，風(fēng)速頻率為93.35%，風(fēng)能頻率為99.89%。(4)風(fēng)電場(chǎng)湍流強(qiáng)度I為0.10～0.25時(shí)，為中等程度湍流，70 m高度湍流強(qiáng)度I15為0.091～0.100。(5)1號(hào)測(cè)風(fēng)塔威布爾系數(shù)A值為7.6，K值為1.89，2號(hào)測(cè)風(fēng)塔威布爾系數(shù)A值為8.1，K值為2.17。2座測(cè)風(fēng)塔湍流強(qiáng)度分析結(jié)果見表2。

表2 測(cè)風(fēng)塔湍流強(qiáng)度

由表2可知，兩測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)相似擬合程度較高，但仍存在明顯差異： (1)兩塔所處地貌特征有所差異；(2)兩塔所處的海拔高度有所不同；(3)兩塔在整個(gè)場(chǎng)區(qū)中的相距較遠(yuǎn)，僅能分別代表布置交近的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位；(4)兩塔對(duì)風(fēng)能、風(fēng)向的描述基本相似，同塔相關(guān)性較好，但異塔同層相關(guān)性擬合不性不強(qiáng)；(5)借助投產(chǎn)項(xiàng)目風(fēng)機(jī)端及風(fēng)功率預(yù)測(cè)測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核；(6)風(fēng)速的變化率的產(chǎn)能評(píng)估有重要意義[13]。對(duì)于本低風(fēng)速場(chǎng)區(qū)的整體資源評(píng)估，應(yīng)注重布置風(fēng)機(jī)的就近取塔原則，而對(duì)于測(cè)風(fēng)塔的設(shè)置也應(yīng)結(jié)合場(chǎng)區(qū)整體布置風(fēng)機(jī)的原則重點(diǎn)考慮，對(duì)于擬選測(cè)風(fēng)塔的位置可通過先布置風(fēng)機(jī)后選取測(cè)風(fēng)塔的方法進(jìn)行布置，即在全廠區(qū)內(nèi)布置風(fēng)機(jī)，截取各個(gè)風(fēng)機(jī)輪轂高度處的擬合風(fēng)速資料進(jìn)行比對(duì)，逐一復(fù)核，選取最能代表場(chǎng)區(qū)風(fēng)能資源的位置進(jìn)行分區(qū)設(shè)置，實(shí)際操作中，在低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)過程中，0.1 m/s的風(fēng)速誤差會(huì)帶來(lái)2.1%～3.5%的發(fā)電量相對(duì)誤差、1.55%的資本金內(nèi)部收益率(internal rate of return，IRR)絕對(duì)誤差。同時(shí)也會(huì)帶來(lái)評(píng)估平均湍流強(qiáng)度、最大湍流強(qiáng)度、最大瞬時(shí)風(fēng)速、風(fēng)切變、入流角等影響機(jī)組安全運(yùn)行的風(fēng)況特征參數(shù)的很大誤差。為精準(zhǔn)評(píng)估，部分微風(fēng)數(shù)據(jù)應(yīng)詳盡取舍[14]，初期設(shè)立的測(cè)風(fēng)塔位置往往成為后期建設(shè)時(shí)的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位。部分設(shè)計(jì)人員對(duì)風(fēng)況條件的界定精細(xì)程度不同，很大程度上影響到風(fēng)能資源評(píng)估的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重情況會(huì)影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行壽命及發(fā)電效益。

2.3 風(fēng)機(jī)優(yōu)化布置

優(yōu)質(zhì)風(fēng)電場(chǎng)的選址工作應(yīng)注重平衡點(diǎn)，不能單純追求效益、電量、施工難度、經(jīng)濟(jì)價(jià)值。應(yīng)將低風(fēng)速項(xiàng)目的開發(fā)作為整體衡量標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化風(fēng)機(jī)布置，加強(qiáng)微觀選址深度的工作就是對(duì)上述條件的平衡，對(duì)于現(xiàn)今技術(shù)水平，單一機(jī)組對(duì)于低風(fēng)速區(qū)域的開發(fā)將成為制約產(chǎn)能的主要因素，在同系列不同適用風(fēng)速的機(jī)型間普遍存在發(fā)電性能力差異，風(fēng)機(jī)點(diǎn)位資源的針對(duì)性設(shè)計(jì)成為低風(fēng)速地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)效益的有力保障。

某地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)布置方案均依照整體風(fēng)場(chǎng)發(fā)電能力最高情況下的單臺(tái)風(fēng)機(jī)最優(yōu)化，一期風(fēng)機(jī)布置區(qū)域地貌特征相似，區(qū)域間隔較近，且在同一代表性風(fēng)能區(qū)間，選址時(shí)采用統(tǒng)一機(jī)組方式；二期場(chǎng)區(qū)分散風(fēng)能資源條件較差，布置方式如圖1、2所示。其中優(yōu)質(zhì)資源部分被高壓輸電線路占據(jù)，且能夠布置風(fēng)機(jī)的丘陵地區(qū)海拔低、跨距遠(yuǎn)，積極采用針對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的點(diǎn)位選取定制化方案，同時(shí)該項(xiàng)目二期主機(jī)塔筒高度和葉輪直徑都得到進(jìn)一步拓展，根據(jù)該區(qū)域的風(fēng)資源情況，增大葉片可以有效提高發(fā)電量，為保證長(zhǎng)期的高收益。在二期風(fēng)機(jī)方案設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮直驅(qū)永磁或半永磁型機(jī)組，不僅能從本質(zhì)上改變個(gè)別海拔較低區(qū)域風(fēng)機(jī)產(chǎn)能低的狀態(tài)，還能達(dá)到新葉片重組后的功率曲線穩(wěn)定區(qū)間，實(shí)際設(shè)計(jì)中還應(yīng)采用低實(shí)度、高葉尖速比的設(shè)計(jì)方案，使用成熟翼型提升項(xiàng)目盈利空間。

圖1 二期項(xiàng)目風(fēng)機(jī)布置位置Fig.1 Wind turbine arrangement of Two phase project

圖2 二期項(xiàng)目風(fēng)機(jī)微觀選址圖Fig.2 wind turbine micro location of Two phase project

由于項(xiàng)目區(qū)域地條件限制，通過對(duì)不同機(jī)型及不同輪轂高度的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，發(fā)電能力高的機(jī)組因排列位置不同，產(chǎn)能效果各異，發(fā)電量數(shù)據(jù)見表3—5，選用34臺(tái)3M-140-90Ht機(jī)組(年平均發(fā)電小時(shí)數(shù)為2 553 h)，選用40臺(tái)2.5M-121-85Ht機(jī)組(年平均發(fā)電小時(shí)數(shù)為2 545 h)，選用20臺(tái)2.5M-121-85Ht和3M-140-90Ht機(jī)組組合方式布置(年平均發(fā)電小時(shí)數(shù)為2 609 h)，機(jī)組發(fā)電情況如圖3所示。

針對(duì)于該主機(jī)廠商的3種選型方式的造價(jià)程度又差異較小，混排的布置效益得以體現(xiàn)，分析混排后的風(fēng)機(jī)年發(fā)電效益，高于最初布置完全3M機(jī)型近50 h,說明在海拔較高、資源條件較好的部分風(fēng)機(jī)點(diǎn)位處，輪轂高度的處的風(fēng)能利用情況已達(dá)到該機(jī)型的長(zhǎng)期最優(yōu)狀態(tài)，不必過于彌補(bǔ)自然條件造成過度投資，以風(fēng)功率密度300 W/m2(風(fēng)速頻率分布屬于瑞利分布時(shí)對(duì)應(yīng)于年平均風(fēng)速7.0 m/s) 作為可開發(fā)的正常值。所以在風(fēng)機(jī)布置時(shí)應(yīng)重點(diǎn)精細(xì)優(yōu)化機(jī)組的排列組合: (1)結(jié)合地形條件，盡量將風(fēng)能資源優(yōu)質(zhì)地區(qū)布置為最適應(yīng)該風(fēng)況特征的機(jī)型，保證該區(qū)域的風(fēng)能被最大限度有效吸收。(2)對(duì)于限制條件復(fù)雜的區(qū)域范圍，結(jié)合風(fēng)場(chǎng)整體產(chǎn)能效果，減少布置密度或者在符合安全條件下使用大功率機(jī)型進(jìn)行等值代替[15]。(3)對(duì)于點(diǎn)位選取使用針對(duì)性試算調(diào)整方案，在同一布置區(qū)域內(nèi)進(jìn)行微調(diào)并不斷優(yōu)化風(fēng)機(jī)布置位置，最終以達(dá)到該風(fēng)機(jī)及整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的發(fā)電效益最佳值。(4)有效控制風(fēng)機(jī)間隔，尾流控制有度。(5)結(jié)合各專題限制條件合理布局，避免因后期建設(shè)手續(xù)繁瑣造成工程停滯。(6)注重風(fēng)切值變化，適度提升輪轂高度。(7)同一布置位置的風(fēng)機(jī)分別計(jì)算最佳發(fā)電風(fēng)速段，針對(duì)機(jī)組功率值進(jìn)行。(8)對(duì)于未進(jìn)行實(shí)測(cè)地形圖的場(chǎng)區(qū)，要充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)條件及敏感問題限制情況。(9)對(duì)于不同機(jī)組的比選方式應(yīng)逐一分析，將目標(biāo)風(fēng)況具體化，避免造成選型過于保守，影響風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)能利用效率。(10)注重極端風(fēng)況信息避免導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)，增加風(fēng)電場(chǎng)全生命周期的運(yùn)行成本。(11)注重場(chǎng)區(qū)風(fēng)切變變化值，避免造成提升輪轂后的經(jīng)濟(jì)效益下降。(12)注重低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)尖端技術(shù)應(yīng)用。(13)注重項(xiàng)目運(yùn)行數(shù)據(jù)分析[16]。

表3 3M機(jī)組發(fā)電量

表4 2M機(jī)組發(fā)電量

表5 2M/2.5M混排機(jī)組發(fā)電量

圖3 不同機(jī)組布置方案發(fā)電能力對(duì)比圖Fig.3 Generation capacity comparison of different wind turbine arrangement

3 低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)建議

低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目的開發(fā)具有特殊的意義，戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移已成為各大發(fā)電集團(tuán)的掠爭(zhēng)之地，新能源配比在2020年將成為各個(gè)集團(tuán)公司的重點(diǎn)完成目標(biāo)。對(duì)于低風(fēng)速項(xiàng)目的開發(fā)，無(wú)論在微觀選址的技術(shù)難度上，還是工程實(shí)施期間的吊裝、道路及集電線路布置的工程建設(shè)難易程度降低，但在選址初期的風(fēng)機(jī)排布、風(fēng)機(jī)選型和設(shè)計(jì)深度直接制約項(xiàng)目效益，實(shí)際上項(xiàng)目布置方案不受地勢(shì)海拔等限制條件制約時(shí)反而給項(xiàng)目前期微觀選址工作提出了更高的要求。

(1) 低海拔、低風(fēng)速地區(qū)多為廣闊的平原或丘陵地勢(shì)，多數(shù)場(chǎng)區(qū)受基本農(nóng)田的限制應(yīng)遵循少交集、多避讓的原則。

(2) 注重風(fēng)機(jī)混排間距控制，低風(fēng)速地區(qū)地域廣闊，若不受場(chǎng)區(qū)邊界條件限制已應(yīng)采用多縱多橫的布置方式。盡量占居邊緣，減少場(chǎng)區(qū)中心尾流，多余地域廣泛的場(chǎng)址區(qū)域，單機(jī)尾流建議控制在4%以下，機(jī)組平均尾流建議控制在2%～3%。

(3) 機(jī)型選取以直驅(qū)永磁為主，高塔筒、大葉片機(jī)型作為輔助。

(4) 注重容量控制，保證工況安全前提下，以大功率機(jī)型代替小兆瓦機(jī)組。

(5) 開展實(shí)質(zhì)性建設(shè)，加快前期投入，縮短核準(zhǔn)周期，在資源范圍盡快開工建設(shè)，避免因后續(xù)規(guī)劃、土地、礦產(chǎn)調(diào)整造成資源損失。

4 結(jié)論

如何高效低風(fēng)速區(qū)域開發(fā)，成為現(xiàn)今風(fēng)電市場(chǎng)的熱門主題，本文通過微觀選址技術(shù)的拓展應(yīng)用，對(duì)于該區(qū)域一期項(xiàng)目的資源數(shù)據(jù)的深入分析，完全掌握續(xù)建項(xiàng)目的地貌特征和風(fēng)資源情況，實(shí)時(shí)收集近況風(fēng)資源數(shù)據(jù)，為后續(xù)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支持，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)深入勘查和嚴(yán)格的機(jī)型技術(shù)比對(duì)，充分考慮風(fēng)電場(chǎng)自然環(huán)境、地理限制因素、風(fēng)機(jī)尾流擾動(dòng)、湍流強(qiáng)度、負(fù)切變及風(fēng)機(jī)排列布置方式中存在的尾流問題及風(fēng)機(jī)排布分布問題，結(jié)合建設(shè)初期綜合造價(jià)和遠(yuǎn)期效益選取最優(yōu)方案，避免了因選址、機(jī)型等因素造成的損失，大幅度提升發(fā)電能力。確保續(xù)建項(xiàng)目理論發(fā)電小時(shí)數(shù)到達(dá)2 609 h的最佳效果，充分證明深入應(yīng)用微觀選址技術(shù)對(duì)低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)的價(jià)值，在低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)工程開發(fā)過程中應(yīng)該注重輪轂高度、葉輪直徑、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、葉片材質(zhì)及主機(jī)類型等外在設(shè)備因素選用確保低風(fēng)速項(xiàng)目的開發(fā)價(jià)值，成熟的微觀選址技術(shù)應(yīng)用促使低海拔、丘陵、平原地勢(shì)的風(fēng)資源區(qū)域涌入激烈的風(fēng)電開發(fā)市場(chǎng)。

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李斌

(編輯 蔣毅恒)

Research and Application of Low Wind Speed Wind Farm Resource Development

LI Bin1, ZHANG Yushi2

(1. Liaoning Datang International Renewable Power Limited Company, Shenyang 110001, Liaoning Province, China;2. State Grid Liaoning Power Dispatchingand Control Center, Shenyang 110000, Liaoning Province, China)

In the area of high wind speed, the wind power resources are gradually reduced, which makes the wind power market change rapidly to the region of low wind speed. This paper proposes the development scheme of low wind speed wind farm resources. Through the control of the whole wind farm construction cycle situation, we analyze the production data, micro-location selection, model selection, productivity evaluation and other technical schemes for each stage, and point out the cause of inefficient capacity through specific example. Then, we discuss the feasibility of improving low wind speed wind farm development, which shows that strengthening the accurate assessment of the low speed project and developing the targeted technical development plan have become the effective way to improve the development efficiency measure of low wind speed wind farm. Compared with the high-quality wind resource region, the design of low wind speed wind farm will rely on accurate data support in each link of the project construction, including the pre wind-test stage, data processing stage, layout stage, model selection and bidding stage, optimal design stage, operation maintenance stage, etc. The efficiency of each link affects the final project benefit. For the project development in low wind speed area, it focuses on strengthening the site depth and prophase technology investment, and prompting the development of low wind resource areas with higher productivity and efficiency.

low wind speed; wake model; wind farm; wind farm micro-location selection optimization

TK 89

A

2096-2185(2017)02-0044-07

10.16513/j.cnki.10-1427/tk.2017.02.007

2017-02-19

李 斌(1988—)，男，本科，工程師，研究方向?yàn)樾履茉促Y源評(píng)估、微觀選址、風(fēng)電場(chǎng)集控運(yùn)行等，dtlnlibin@126.com；

張宇時(shí)(1982—)，男，研究生，工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理。