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文檔簡介

1、風電場選址及運轉(zhuǎn)、維護 主要內(nèi)容第一節(jié) 風能資源評價第二節(jié) 風電場風機選型和發(fā)電量估算第三節(jié) 風電場微觀、宏觀選址第四節(jié) 風資源評價常用軟件引見第五節(jié) 地形、氣候?qū)︼L電場的影響第六節(jié) 風力發(fā)電機組常見缺點及維護第一節(jié) 風能資源的評價1.資料搜集及分析 從地方氣候臺搜集氣候、地理及地質(zhì)數(shù)據(jù)資料。整理該地域10年以上最好為30年的風速、溫度、氣壓平均值及極值,以及極端天氣情況。2.風能資源普查分區(qū) 以整理得到的氣候數(shù)據(jù)為根據(jù),按規(guī)范劃分風能區(qū)域及其風功率密度等級,初步確定風能可利用區(qū)。第一節(jié) 風能資源的評價3.風電場宏觀選址 根據(jù)風能資源普查結(jié)果并結(jié)合現(xiàn)場踏勘,對初選的風能可利用區(qū)的地形地貌、地質(zhì)

2、、交通、電網(wǎng)及其他外部條件進展評價比較,結(jié)合選擇最適宜的區(qū)域。第一節(jié) 風能資源的評價4.風電場風況觀測 氣候站提供的氣候數(shù)據(jù)只反映較大區(qū)域內(nèi)的風氣候。為滿足微觀選址對代表性風速和風向的需求,要在初選區(qū)域內(nèi)樹立不少于2座測風塔進展不短于1年的測風,內(nèi)容包括風速、風向、溫度、氣壓。測風儀應安裝在測風塔的10m、30m、50m、70m高度甚至更高。第一節(jié) 風能資源的評價第一節(jié) 風能資源的評價5.風力發(fā)電機組微觀選址 在宏觀選定的場址內(nèi),根據(jù)地形地質(zhì)條件、外部要素和測風塔實測風能資源分析結(jié)果,對風電機組詳細位置進展定位排布。第一節(jié) 風能資源的評價風能資源評價參數(shù)1.平均風速年平均風速、極端風速2.風廓

3、線3.風功率密度4.風能密度5.主要風向6.年風能可利用時間7.湍流 第一節(jié) 風能資源的評價1.平均風速 根據(jù)該地域多年的氣候站數(shù)據(jù)及測風塔一年的測風數(shù)據(jù)每10分鐘間隔的風速數(shù)據(jù),計算得到年平均風速大于6m/s合4級風的地域才適宜建立風電場。第一節(jié) 風能資源的評價極端風速極端風速較長時間內(nèi)給定取樣時間下風速的最大值。風電行業(yè)表征極端風速的方式有最大風速和極大風速。最大風速:給定時段10min內(nèi)的平均風速的最大值。極大風速:給定時段內(nèi)的瞬時普通取3s均值風速的最大值。 風電行業(yè)最關懷的時間段為50a,即通常所說的50a一遇。50年一遇極端風速是基于歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出的一個統(tǒng)計數(shù)值,這其中引入了概率

4、的概念。 50年一遇是指能夠發(fā)生,并不一定發(fā)生,當然也并不是一定不發(fā)生。2.風廓線 由于氣體的粘性及地表的粗糙度的不同,風速沿高度方向是變化的,符合對數(shù)和指數(shù)分布規(guī)律。第一節(jié) 風能資源的評價第一節(jié) 風能資源的評價3.風功率密度 與風向垂直的單位面積中風所具有的功率。 它和空氣密度和風速有關。風功率密度越高,該地域風能資源越好,風能利用率越高。4.風能密度 在設定時間段與風向垂直的單位面積中所具有的能量。第一節(jié) 風能資源的評價第一節(jié) 風能資源的評價5.主要風向分布 風向及其變化范圍決議風電機組在風場中確實切的陳列方式。風電機組的陳列方式很大程度地決議各臺機組的出力。因此,主要盛行風向及其變化范圍

5、要準確。第一節(jié) 風能資源的評價6.年風能可利用時間 指一年中風力發(fā)電機組在有效風速范圍普通取3-25m/s內(nèi)的運轉(zhuǎn)時間。普通年風能可利用小時數(shù)大于2000h的地域為風能可利用區(qū)。7.湍流 短時間風資源評價普通取10分鐘內(nèi)的風速流動。 湍流產(chǎn)生的緣由: 1當空氣流動時,由于地形差別呵斥的與地表的摩擦; 2由于空氣密度差別和氣溫變化的熱效應導致空氣氣團的垂直運動。第一節(jié) 風能資源的評價第二節(jié) 風電場風機選型和發(fā)電量估算1 風力發(fā)電機組選型2 不同機型發(fā)電量估算3 不同機型綜合經(jīng)濟比較4 機型選擇引薦意見5 風電機組布置引薦方案1風力發(fā)電機組選型 1.1 風能資源分析經(jīng)過對測風塔的數(shù)據(jù)進展分析,得出

6、代表年50m80m高度的年平均風速、風功率密度。根據(jù)GB-T18710-2002可以判別風功率密度等級,普通來說,風功率密度到達3級以上,風電場才有開發(fā)價值。各測風塔的風能主要集中某幾個扇區(qū),盛行風向穩(wěn)定,才有利于風能資源的有效利用。根據(jù)風電場6585m輪轂高度處50年一遇最大風速,風電場風機輪轂高度處15m/s風速區(qū)間的湍流強度,斷定風電場工程可以選擇的風力發(fā)電機組類別。1風力發(fā)電機組選型 1.1 風能資源分析 風力機等級的根本參數(shù) Vref為10min平均參考風速,風力發(fā)電機組s級設計是在近海安裝的特殊條件,其他為規(guī)范等級,設計壽命至少20年。1風力發(fā)電機組選型 1.2 機型范圍初選國內(nèi)外

7、風電場工程的閱歷闡明,在現(xiàn)有的技術條件下,對于一個知場區(qū)的風電場,單機容量選擇在某個確定的范圍內(nèi),工程的經(jīng)濟性會相對較高。在進展單機容量選擇時,首先應確定一個適宜于本工程的容量范圍,然后在該范圍內(nèi)選擇一種技術成熟、市場業(yè)績良好并且經(jīng)濟性較高的機型。1風力發(fā)電機組選型 1.2 機型范圍初選風電機組選型要思索的幾個要素一、風輪輸出功率控制方式風輪輸出功率控制方式分為失速調(diào)理和變槳距調(diào)理兩種。兩種控制方式各有利弊,各自順應不同的運轉(zhuǎn)環(huán)境和運轉(zhuǎn)要求。變速變槳距機型比定速定槳距機型更具優(yōu)越性,它不僅能在低風速時可以根據(jù)風速變化,在運轉(zhuǎn)中堅持最正確葉尖速比以獲得最大風能;也能在高風速時根據(jù)風輪轉(zhuǎn)速的變化,

8、儲存或釋放部分能量,提高傳動系統(tǒng)的柔性,使功率輸出更加平穩(wěn)。從目前市場情況看,采用變槳距調(diào)理方式的風電機組居多。1風力發(fā)電機組選型 1.2 機型范圍初選風電機組選型要思索的幾個要素二、風電機組的運轉(zhuǎn)方式風電機組的運轉(zhuǎn)方式分為變速運轉(zhuǎn)與恒速運轉(zhuǎn)。恒速運轉(zhuǎn)的風電機組的益處是控制簡單,可靠性好。缺陷是由于轉(zhuǎn)速根本恒定,而風速經(jīng)常變化,因此風力發(fā)電機組經(jīng)常任務在風能利用系數(shù)(Cp)較低的點上,風能得不到充分利用。變速運轉(zhuǎn)的風電機組普通采用雙饋異步發(fā)電機或多極永磁同步發(fā)電機。變速運轉(zhuǎn)方式經(jīng)過控制發(fā)電機的轉(zhuǎn)速,能使風力機的葉尖速比接近最正確,從而最大限制的利用風能,提高風力發(fā)電機組的運轉(zhuǎn)效率。1風力發(fā)電機

9、組選型 1.2 機型范圍初選風電機組選型要思索的幾個要素三、發(fā)電機的類型發(fā)電機的類型包括異步發(fā)電機、雙饋感應型發(fā)電機和多極永磁同步電機。風力發(fā)電機大多采用普通的異步發(fā)電機,正常運轉(zhuǎn)中在發(fā)出有功功率的同時,需求從電力系統(tǒng)吸收一定的無功功率才干正常運轉(zhuǎn)(機端的電容補償只能減少從電力系統(tǒng)吸收無功功率的數(shù)量),雙饋感應型風力發(fā)電機的功率因數(shù)(COS)可以在+0.95-0.95之間變化,也就是說可以根據(jù)電網(wǎng)的需求發(fā)出或者吸收無功功率,改善當?shù)仉娋W(wǎng)的電壓質(zhì)量,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。1風力發(fā)電機組選型 1.2 機型范圍初選四、風力發(fā)電機組的傳動方式風力發(fā)電機的傳動方式包括齒輪傳動方式與無齒輪箱直驅(qū)方式。目

10、前,風力發(fā)電機大多采用齒輪傳動,本錢較低,但是降低了風電轉(zhuǎn)換效率、產(chǎn)生噪音,是呵斥機械缺點的主要緣由,而且為了減少機械磨損需求光滑清洗等定期維護。采用無齒輪箱的直驅(qū)方式有效地提高了系統(tǒng)的效率以及運轉(zhuǎn)可靠性,但同時也提高了電機的設計本錢。根據(jù)風電場址的地形、地質(zhì)特點、風資源分布情況,以及風力發(fā)電機組技術成熟、先進、可靠等要求,選擇多種適宜的機型,按單一機型方案進展風力發(fā)電機組的優(yōu)化布置。1風力發(fā)電機組選型 1.3 風電機組總體布置布置機位時需求思索地形地貌、主導風向與主導風能方向、地面妨礙物等影響要素。詳細布置時因地制宜,根據(jù)風電場地形條件、建立規(guī)模、風力發(fā)電機組的型號及裝機的臺數(shù)進展優(yōu)化布置,

11、實如今有限的場區(qū)范圍內(nèi)到達最大的上網(wǎng)發(fā)電量和最低本錢的目的。在軟件優(yōu)化的根底上手工調(diào)整風機位置,調(diào)整風機與防護林、村莊、線纜等地物之間的間隔,思索風機的相對集中布置,同時將尾流效應控制在合理范圍內(nèi),以充分利用土地資源與風資源,減少集電線路長度,方便運輸安裝。1風力發(fā)電機組選型 1.4 輪轂高度優(yōu)化計算各機型不同輪轂安裝高度下的發(fā)電量,隨著輪轂高度添加,發(fā)電量添加的同時風機與塔架的運輸與安裝難度增大,塔筒與根底加固引起的根本投資添加。結(jié)合各風機廠家如今的消費情況、技術成熟程度和裝機運轉(zhuǎn)平安可靠性等要素對不同機型不同輪轂高度的發(fā)電量與經(jīng)濟性進展綜合比較,引薦比選的幾種機型的輪轂安裝高度 。 2不同

12、機型發(fā)電量估算 2.1 年實際發(fā)電量及單機尾流的計算根據(jù)各機型單一機組的布置方案,利用軟件,計算各種風機的年凈發(fā)電量尾流折減后,并計算風力發(fā)電機組的尾流損失。 2不同機型發(fā)電量估算 2.2 空氣密度修正系數(shù)由于風功率密度與空氣密度成正比,在一樣的風速條件下,空氣密度不同那么風電機組出力不一樣,風電場年上網(wǎng)電量估算應進展空氣密度修正。因此需求對軟件在規(guī)范空氣密度條件下計算得到的發(fā)電量進展修正。原理上可根據(jù)風功率密度與空氣密度成正比的特點,將規(guī)范空氣密度對應下的功率曲線估算的結(jié)果乘以空氣密度修正系數(shù)進展空氣密度修正。當實測空氣密度偏離規(guī)范空氣密度較大時,按正比關系進展修正的誤差較大。根據(jù)風電場詳細

13、風資源情況,結(jié)合各機型的功率曲線,計算不同機型在對應輪轂高度處能到達額定功率前的實際發(fā)電量所占比例,僅對風機滿發(fā)前的發(fā)電量按照空氣密度正比關系修正進展折減。 2不同機型發(fā)電量估算 2.3 控制和湍流折減風電機組隨風速風向的變化不斷調(diào)整機組的運轉(zhuǎn)形狀,實踐運轉(zhuǎn)中機組控制總是落后于風的變化,使風機的輸出功率減小。根據(jù)風電場湍流強度值大小情況,對控制和湍流折減系數(shù)取值,控制和湍流系數(shù)普通取97%左右。 2不同機型發(fā)電量估算 2.4 葉片污染折減葉片表層污染使葉片外表粗糙度提高,翼型的氣動性能下降。根據(jù)風電場風沙、降雨量大小、夏季昆蟲多少、冬季葉片結(jié)冰等情況,判別能夠呵斥的葉片污染程度,對葉片污染折減

14、系數(shù)取值,普通污染系數(shù)取97%左右。 2不同機型發(fā)電量估算 2.5 風電機組利用率風力機維護的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟效益的高低;風力機本身性能的好壞,也要經(jīng)過維護檢修來堅持,維護任務及時有效可以發(fā)現(xiàn)缺點隱患,減少缺點發(fā)活力率,提高風機運轉(zhuǎn)效率。風機維護可分為定期檢修和日常排故維護兩種方式。思索風力發(fā)電機組缺點、檢修對發(fā)電效率的影響,將常規(guī)檢修安排在小風月,根據(jù)目前風力發(fā)電機組的制造程度和已建風電場的運轉(zhuǎn)閱歷,普通風電場風力發(fā)電機組的可利用率為95%。 2不同機型發(fā)電量估算 2.6 功率曲線折減思索到風電機組廠家對功率曲線的保證率普通為95%,在計算發(fā)電量時應予以思索,因此取風電機組功

15、率曲線保證率95%。 2.7 場用電、線損等能量損耗根據(jù)風電場地形復雜程度,地勢起伏情況,集電線路能量損耗大小。估算場用電和輸電線路、機組變電站損耗占總發(fā)電量的百分比,普通能量損耗系數(shù)為95%左右。2不同機型發(fā)電量估算 2.8 氣候影響停機根據(jù)風電場區(qū)域冬季低溫氣溫天數(shù)、風力發(fā)電機組順應的溫度范圍等情況,當風場的氣溫超出它的順應范圍,風機將不再發(fā)電。低溫環(huán)境下,風機的運轉(zhuǎn)效率有所下降,且風機停機再啟動需求溫度上升區(qū)間。另外當氣溫下降到-10時風機的光滑系統(tǒng)也將會遭到影響,0以下葉片外表結(jié)冰也會影響風機翼型的氣動性能,使發(fā)電量降低。普通北方冰冷地域風電場低溫氣候影響折減按95%左右思索。2不同機

16、型發(fā)電量估算 2.9 總折減系數(shù)根據(jù)上述各項折減系數(shù),計算出不同機型對應的總折減系數(shù)。2不同機型發(fā)電量估算 2.10 年上網(wǎng)電量測算根據(jù)風電場各種機型風機年實際發(fā)電量扣除上述發(fā)電量損失,即得出年上網(wǎng)發(fā)電量 ,從發(fā)電量目的角度,對各種機型進展比較。 3不同機型綜合經(jīng)濟比較 評價一種機型的優(yōu)劣,不能僅從發(fā)電量和等效利用小時來思索,應綜合經(jīng)濟目的來評價。除發(fā)電量外,風電機組的價錢、塔架、底座、箱變、電纜、公路以及變電站等也都是影響機型方案選擇的重要要素。對風電機組進展綜合目的比較,以最終確定風電場機組選型。 4機型選擇引薦意見確定風電工程機型最終引薦意見,主要思索三個要素:一是所引薦機型方案的發(fā)電量

17、目的優(yōu)越;二是該方案投資經(jīng)濟目的合理,抗風險才干強;三是該方案上網(wǎng)電價低,即思索綜合技術經(jīng)濟目的優(yōu)越的機型方案。根據(jù)風機在發(fā)電量、機組投資、上網(wǎng)電價等各項綜合目的上的明顯的優(yōu)勢,引薦一種風機作為選擇方案,以此作為進一步工程設計的根據(jù)。 5風電機組布置引薦方案 對優(yōu)選的機型進展進一步優(yōu)化布置,思索整體規(guī)劃的影響,以獲得較大發(fā)電量和最優(yōu)經(jīng)濟效益為原那么,既要保證風機間距以減小尾流損失又要思索風機的相對集中布置以減少集電線路及道路的投資;不僅思索每個機位最優(yōu),而且思索各風機之間的相互影響與風機長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的平安性,從而保證整個風電場的發(fā)電量最大,效益最好。第三節(jié) 風電場宏觀、微觀選址風電場宏觀選址過

18、程是從一個較大的地域,對氣候、地質(zhì)等條件多方面綜合思索,選擇一個風能質(zhì)量好、最具利用價值的小區(qū)域的過程。需求思索經(jīng)濟、技術、環(huán)境、地質(zhì)、交通、生活、電網(wǎng)用戶等多方面的問題。 風電場宏觀選址風電場宏觀選址宏觀選址主要按如下條件進展10點:1.選取風能質(zhì)量好的地域年平均風速較高風功率密度大風頻分布好可利用小時數(shù)高 風電場宏觀選址宏觀選址主要條件2.風向根本穩(wěn)定 主要有一個或兩個盛行風向盛行風向:指出現(xiàn)頻率最多的風向。某一地域根本上只需一個或兩個盛行主風向且?guī)缀跸喾?,這種情況對布機有利。也有雖然風況較好,但沒有固定的盛行風向的地域。這種情況布機復雜。風電場宏觀選址宏觀選址主要條件3.風速變化小盡量不

19、要有較大的風速日變化和季節(jié)變化。4.風垂直切變小 要思索因地面粗糙度引起的不同風速廓線。在風機高度范圍內(nèi),如風垂直切變非常大,對機組運轉(zhuǎn)非常不利。風電場宏觀選址宏觀選址主要條件5.湍流強度小 風機上游妨礙物產(chǎn)生的無規(guī)那么的湍流會使機組產(chǎn)生振動、受力不均。所以選址時盡量避開粗糙地面和高大建筑物。普通輪轂高度應高出妨礙物8-10m以上,距妨礙物的間隔為5-10倍妨礙物高度。風電場宏觀選址宏觀選址主要條件6.避開災難性天氣頻發(fā)地域 災禍性天氣包括臺風、龍卷風、雷電、沙暴、覆冰、鹽霧等,對風電機組具有破壞性。選址時要參考地域氣候站對歷年災禍性天氣出現(xiàn)頻度的統(tǒng)計,在機組選型和選址上采取措施。風電場宏觀選

20、址宏觀選址主要條件7.盡量接近電網(wǎng) 要思索電網(wǎng)現(xiàn)有容量、構造及其可包容的最大容量,以及風電場的上網(wǎng)規(guī)模與電網(wǎng)能否匹配的問題;風電場應盡能夠接近電網(wǎng),從而減少電損和電纜鋪設本錢。風電場宏觀選址宏觀選址主要條件8.交通方便 要思索所選定風電場交通運輸情況,設備供應運輸能否便利,運輸路段及橋梁的承載力能否適宜風電設備運輸車輛。風電場宏觀選址宏觀選址主要條件9.對環(huán)境不利影響小 為維護生態(tài),選址時盡量避開鳥類飛行道路,候鳥及動物停留地帶及動物筑巢去,盡量減少占用植備面積。10.地理情況5條 要選擇在地貌單一地域,擾流影響小。要思索所選區(qū)域內(nèi)的土質(zhì)能否適宜發(fā)掘建立施工。要有該地域詳細的水文地質(zhì)資料并按照

21、工程設計規(guī)范評定。要遠離人口密集區(qū)、地震帶、火山頻發(fā)區(qū),及具有考古意義、軍事意義等特殊地域。風電場微觀選址1 義務與目的 2 現(xiàn)場調(diào)查 3 選址原那么4 軟件計算流程義務與目的 微觀選址任務主要義務:對風電場所在區(qū)域內(nèi)進展現(xiàn)場踏勘,利用計算軟件對風電場內(nèi)的風電機組布置進展計算,滿足風電場總體裝機容量以及風電機組裝機臺數(shù)要求,給出各風電機組的詳細位置坐標,從而指點下一步的勘測設計等任務。 現(xiàn)場調(diào)查 現(xiàn)場調(diào)查任務主要包括:了解風電場場區(qū)地質(zhì)條件、地形地貌、測風塔位置、場地條件、場區(qū)內(nèi)樹林、農(nóng)田、房屋等分布情況。在已確定開發(fā)建立的場區(qū)內(nèi),風電場宏觀選址后,根據(jù)風能資源勘測評價分析結(jié)果,充分利用風能分

22、布較優(yōu)的位置,在風能最大點初步布置機位,然后再結(jié)合地形地貌特點考核機位,以躲避農(nóng)田、林地、湖泊及其它地面妨礙物。同時調(diào)查機組施工安裝條件的選擇能否合理,如吊裝空間、吊裝設備擺放及進出道路、設備堆放等,經(jīng)過綜合經(jīng)濟技術比較,最終確定風力發(fā)電機組的微觀位置。微觀選址原那么 風力發(fā)電機組的布置,要充分思索各方面的影響要素,有以下幾點:1) 風力發(fā)電機組垂直于主導風能方向陳列; 2) 充分利用風電場的土地; 3) 盡量減小風力發(fā)電機組之間的相互影響、滿足風電機組之間行、列距的要求; 4) 綜合思索風電場地形、地表粗糙度、妨礙物等,將其影響降到最低; 5) 合理利用風電場的測站訂正后的測風資料; 6)

23、思索風電機組之間的相互影響后盡量縮短機組之間的間隔,從而減少集電線路的長度。7) 風機盡量布置在風資源最好且便于施工的地域; 8) 盡量防止對現(xiàn)有植被的破壞; 9) 盡量避開防護林及農(nóng)用土地;10)盡量思索與周邊風電場風電機組相互避讓;11)充分思索機組之間尾流對機組發(fā)電量的相互影響。微觀選址原那么 4軟件計算流程 目前,國內(nèi)微觀選址通常采用國際上較為流行的風電場設計軟件WASP及WindFarmer進展風況建模,建模過程如下:根據(jù)風電場各測站訂正后的測風資料、地形圖、粗糙度,利用輪轂高度的風資源柵格文件滿足精度及高度要求的WindFarmer軟件的三個輸入文件,包括:輪轂高度的風資源柵格文件

24、、測風高度的風資源柵格文件及測風高度的風資源風頻表文件。采用關聯(lián)的方法在WindFarmer軟件中輸入WASP軟件構成的三個文件,輸入三維的數(shù)字化地形圖(1:10000或1:5000),地形復雜的山地風電場應采用1:5000地形圖,輸入風電場空氣密度下的風機功率曲線及推力曲線,設定風機的布置范圍及風機數(shù)量,設定粗糙度、湍流強度、風機最小間距、坡度、噪聲等,思索風電場發(fā)電量的各種折減系數(shù),采用修正PARK尾流模型進展風機優(yōu)化排布。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果的坐標,利用GPS到現(xiàn)場踏勘定點,根據(jù)現(xiàn)場地形地貌條件和施工安裝條件進展了機位微調(diào),并利用GPS測得新的坐標,然后將現(xiàn)場的定點坐標輸入windfarmer中

25、,采用粘性渦漩尾流模型對風電場每臺風機發(fā)電量及尾流損失的準確計算。第四節(jié) 風資源評價常用軟件引見1 WAsP 2 WindFarmer 3 WindPro 4 WindSim 風資源評價常用軟件引見隨著數(shù)值模擬技術的快速開展,也由于資料分析法在資料的時空分辨率方面具有一定局限性,越來越多的高分辨率氣候方式及流膂力學計算軟件被運用到風電場微觀選址任務中.目前,最常用的風電場微觀選址及風資源評價的軟件有:1 WAsP 2 WindFarmer 3 WindPro 4 WindSim WAsP1. WAsP:WAsP(Wind Atlas Analysis and Application Progr

26、am)軟件由丹麥RIS實驗室開發(fā),是基于比較平坦的地形設計的,可以由一個測風塔推算周圍100km2范圍內(nèi)的風能資源分布。WasP軟件對風能資源評價適用于區(qū)域面積小,地形相對平坦地域。WAsP可以計算定風機的發(fā)電量,可以生成風資源柵格文件,實踐運用中往往和其它軟件配合運用。WAsPWAsPWASP的主要功能可由以下四部分組成:1、 原始數(shù)據(jù)的分析 原始數(shù)據(jù)的分析主要是指氣候數(shù)據(jù)的分析,可對任何時間序列氣候數(shù)據(jù)進展分析。將原始數(shù)據(jù)編輯成直方圖表,即為WASP氣候數(shù)據(jù)輸入。原始數(shù)據(jù)還可依韋伯分布參數(shù)來進展分析。通 過人為定義上下限,WASP將所輸入的風速風向進展歸類。風速分為四個等級:靜風(無風)、

27、有效風、超限風、讀數(shù)錯誤等,主要是有效風區(qū)域內(nèi)的統(tǒng)計值參與 計算,單位m/s。風向分為12個等分,自北向東順時針計算,每一等分為30,稱為一個扇區(qū),在整個計算過程中,一切的思索要素都是按照該分類來定方位 并進展計算。2、 風圖譜數(shù)據(jù)的產(chǎn)生 表示風速的直方圖表可以轉(zhuǎn)換成圖譜數(shù)據(jù)組。該直方圖表可從原始數(shù)據(jù)分析中得出,或者可直接由規(guī)范的氣候表輸入,在風圖譜數(shù)據(jù)組中,風察看丈量按場地的特殊地形條件關系而得到“凈化,呈現(xiàn)其真實量。 3、 風氣候估算 運用由WASP計算產(chǎn)生的風圖譜數(shù)據(jù)組(或由其它途徑產(chǎn)生的)經(jīng)過進展產(chǎn)生風圖譜的逆運算步驟可估算出任何特殊點的風氣候。風氣候按韋伯分布參數(shù)及風的扇區(qū)分布情況而

28、估算。4、 潛在風能估算 可計算平均風的總能量值。此外,還可估算出風力機的實踐年平均產(chǎn)量,這由給WASP提供相應風力機的規(guī)范功率曲線而計算。WindFarmerGH WindFarmer是有效的風電場設計優(yōu)化軟件工具。它綜合了各方面的數(shù)據(jù)處置、風電場評價,并集成在一個程序中快速準確地計算處置。用戶可以經(jīng)過GH WindFarmer自動有效地進展風電場規(guī)劃優(yōu)化,使其產(chǎn)能最大化并符合環(huán)境、技術和建造的要求。GH WindFarmer可生成高質(zhì)量風電場環(huán)境影響評價文檔,包括噪音、陰影閃爍shadow flicker、視覺影響、雷達、累積影響。風電場的視覺影響可以經(jīng)過采用動態(tài)或靜態(tài)視覺圖像、虛擬遨游F

29、ly-through或集錦照片的方式演示。GH WindFarmer有中文、英文、德文、法文等多種言語版本,全球24小時具有技術支持。WindFarmerWindFarmerGH WindFarmer包含以下幾個功能模塊:a根底模塊:根底模塊是GH WindFarmer的中心,具有一切設計風電場必需的根本功能,主要包括:地圖處置、風電場邊境定義、風機任務室、風電場尾流損失模型、電量計算選項、自動設計優(yōu)化、噪音影響模型、電量、風速、噪音和地面傾斜地圖、多個風電場獨立和累積分析、與WAsP和其他風力流動模型軟件的銜接界面。b可視化模塊:可視化模塊用于在實踐建造前模擬和演示風電場的視覺效果,包括視覺

30、影響區(qū)域分析,虛擬現(xiàn)實,虛擬遨游,集錦照片等。cMCP+模塊:MCP+模塊提供了一切丈量風力數(shù)據(jù)的評價工具,丈量數(shù)據(jù)的時間序列可以輸出成圖形和文件并與長期風資源數(shù)據(jù)構成關聯(lián)。d紊流強度模塊:紊流強度模塊提供高級用戶先進的風力流動、風機性能和風機負載模型。e金融模塊:金融模塊可以對風能工程設計規(guī)劃階段進展金融評價,用戶可以采用本人的金融模型或軟件中自帶的金融模型。f電力模塊:電力模塊用于設計風電場的電力規(guī)劃,包括對于變壓器、電力電纜的超載檢查和計算電力損耗。g陰影閃爍模塊:陰影閃爍模塊計算所給出的規(guī)劃圖和地形圖中所產(chǎn)生的陰影閃爍。確定風機產(chǎn)生的陰影閃爍機理和時間間隔。WindProWindPRO

31、是丹麥EMD公司開發(fā)的風電場規(guī)劃設計軟件,經(jīng)過20多年的開展,WindPRO已成為運用最廣泛、用戶界面最友好的風能資源評價與風電場設計軟件之一。WindPRO是基于對象的模塊化軟件,除了根本的BASIS模塊外,用戶可根據(jù)需求和預算自在選擇模塊。WindPRO以WAsP為計算引擎,相對于單獨運用WAsP,WindPRO與WAsP結(jié)合使器具有許多優(yōu)點:如方便靈敏的測風數(shù)據(jù)分析手段,用戶可以方便地剔除無效測風數(shù)據(jù),并對不同高度的測風數(shù)據(jù)進展比較,尋求相關性,評價測風結(jié)果;思索風機尾流影響的風電場發(fā)電量計算,并提供多種尾流模型;風機實踐位置的空氣密度計算,自動修正規(guī)范條件下的風機功率曲線;風電場規(guī)劃區(qū)

32、域的極大風速計算;幾乎涵蓋了市場上一切風機,并不斷更新的風機數(shù)據(jù)庫,包括功率曲線、噪聲排放及可視化信息等。此外,WindPRO還能實現(xiàn)短期測風數(shù)據(jù)的長期相關性分析;詳盡的計算報告;兼容多種數(shù)字化資源文件,如衛(wèi)星照片、SRTMShuttle Radar Topological Mission等高線數(shù)據(jù)等,為描畫規(guī)劃風電場外圍15kM的粗糙度與等高線提供了便利。WindSim WindSim:WindSim軟件是挪威一家公司設計,基于計算流膂力學方法對風電場選址及風資源評價的軟件。WindSim軟件包括六個模塊:地形處置模塊、風場計算模塊、風機位置模塊、流場顯示模塊、風資源計算模塊、年發(fā)電量計算模

33、塊。其中,風場計算模塊適用計算流膂力學商用軟件Pheonics的構造網(wǎng)格解算器部分。WindSim軟件采用計算流膂力學軟件來模擬場址內(nèi)的風場情形,可以很好的計算出相對復雜地形下的風場分布情況,因此,WindSim軟件可以用于相對復雜地形條件下的風電場選址及風資源。WindSim 第五節(jié) 地形、氣候?qū)︼L的影響風主要特征 風的主要影響要素 地形對風的影響海陸的影響風速隨高度變化的影響風機間距的影響妨礙物的影響風主要特征 不穩(wěn)定性 風的瞬時脈動、日變化,季節(jié)變化以致年變化都十清楚顯,此為其利用上的不利要素。受地形影響大,地域差別顯著 風力的部分地形差別明顯,即使在同一地域,有利地形下的風力往往優(yōu)于不

34、利地形。故風力機位置選擇時必需充份思索到地形作用。 風的主要影響要素 當利用風能的能夠性確定下來以后,就必需詳細地選擇一個安頓風力機的最正確位置。由于風能密度與風速三次方成正比,風力機發(fā)電的性能和經(jīng)濟效果就依賴于詳細安裝場地的風速,應使風力機盡量地得到地形所加強的局地風速。風電場選址問題包括社會、經(jīng)濟、技術和環(huán)境等方面,但在選址中需思索的地形、氣候問題主要包括以下5個方面:地形對風的影響、海陸的影響、風速隨高度變化的影響、風機間距影響、妨礙物的影響等。 地形對風的影響 風能與風的立方成正比,當風速為原來的兩倍時,那么功率為原來的八倍。由于風的局地性相當大,這就愈來愈需求氣候?qū)W家,為風力發(fā)電機所

35、要選的位置,提供中、小尺度的氣候分析。運用氣候規(guī)律仔細選好站址,對推行風能利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟效果是非常顯著的、小地形的影響也是不能忽視的,所以一旦利用風能的地域確定后,就必需對當?shù)氐木值匦夂蜻M展分析,將風機位置安裝在受地形影響風速加強的地點。地形對風的影響 根據(jù)地形分類安裝風力機對策框圖世界氣候組織引薦一個風力發(fā)電機的安裝位置選擇框圖 地形對風的影響地形會呵斥風速差別,不同地形的風速和空闊平地的風速比值如下表可以推算類似地形下的風速。不同地形下風速與平坦地面風速比值表 地形平 地 平 均 風 速35米秒68米秒比 值山間盆地0.950.850.850.75彎曲河谷地0.800.700.700.

36、60山瘠背風坡0.900.800.800.70山瘠迎風坡1.101.201.10海陸的影響海面比起伏不平的陸地外表摩擦阻力小,所以在氣壓梯度力一樣的條件下,海面風力速比陸地上風速要大。如今國際選擇風力機位置有兩種傾向,一是選擇在較高的山脊,一是選在海灘上。一方面可不占用良好的土地。另一方也是主要緣由這些地風力較大。 風速隨高度變化的影響風力發(fā)電機最好安裝在地面較平滑,妨礙最小和最少的地方。假設因條件所限不得不設在粗糙的地面上,那么發(fā)電機的設置高度就應比光滑地表上高度要高。此外假設假設要使給定的風力機到達最大的出力,獨一的方法是添加塔架高度,所以有人說添加風機動力輸出最廉價的方法就是添加更高的塔

37、架。風機間距的影響開展風力機群風車田必需研討風車之間的最小間隔,即思索風經(jīng)過風車后,在多遠之后才恢復到原來的速度,以防止各個風車的相互影響。各風車的間隔至少應有六倍葉輪直徑長度的間隔,而以倍葉輪直徑之長度的間隔時最為理想。此外,大氣湍流呵斥風的陣性也應思索,這對程度軸風車有損壞作用。妨礙物的影響當風由空闊地吹向森林時,在森林的迎風面,一部分氣流進入林內(nèi)而減弱,另一部分氣流因林墻阻撓,在林子前面構成渦流,由于氣流方向的改動風速相應減低。在森林的背風面,由林冠上方向下滑動的氣流,一部分在林后滑動,構成弱風區(qū),一部分經(jīng)過一定間隔之后才著陸。氣流遇到疏透構造林帶時,一部分從上面越過,另一部分透過林帶,在背風面構成弱風區(qū),最低風速約出如今距林緣38H之間。普通來講,風機位置選擇盡量避讓林地,與林地間隔盡量堅持在10倍林木高度以上。在房屋附近安裝風力發(fā)電機可視為機組周圍有妨礙物,同時防止噪音對居民的影響,布機遵照如下原那么:第一,安裝在主風向的上游;第二,與房屋妨礙物的間隔應盡量堅持在風力發(fā)電機組直徑的5倍以上;第三,機組塔架應盡量高出房屋妨礙物1倍的機組直徑。 第六節(jié) 風力發(fā)電機組常見缺點及維護風力發(fā)電機組常見的機械缺點及處置方法 故障原因診斷處理方法 風力發(fā)電機劇烈

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