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微观选址:风电场合理布局的关键

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:微观选址是在宏观选址中选定的小区域中确定现场场地布置,使整个风电场具有较好的经济效益。一般风电场选址研究需要两年时间,其中现场测风应有至少一年以上的数据。国内外的经验教训表明,由于风电场选址的失误造成发电量的损失和增加的维修费用将远远大于对场址进行详细调查的费用。因此,风电场微观选址对于风电场的建设至关重要,不同地形的微观选址的要求各不同。因此在设置风电机组时必须注意避开障碍物的尾流区。

微观选址:风电场合理布局的关键

微观选址是在宏观选址中选定的小区域中确定现场场地布置,使整个风电场具有较好的经济效益。一般风电场选址研究需要两年时间,其中现场测风应有至少一年以上的数据。国内外的经验教训表明,由于风电场选址的失误造成发电量的损失和增加的维修费用将远远大于对场址进行详细调查的费用。因此,风电场微观选址对于风电场的建设至关重要,不同地形的微观选址的要求各不同。

平坦地形可以定义为,在风电场区及周围5km半径范围内其地形高度差小于50m,同时地形最大坡度小于3°。实际上,对于周围特别是场址的盛行风的上(来)风方向,没有大的山丘或悬崖之类的地形,仍可作为平坦地形来处理。

1.粗糙度风速的垂直变化

对平坦地形,在场址地区范围内,同一高度上的风速分布可以看作是均匀的,可以直接使用邻近气象台、站的风速观测资料来对场址区进行风能估算,这种平坦地形下,风的垂直方向上的廓线与地表面粗糙度有着直接关系,计算也相对简单。对于平坦地形,提高风电机组功率输出的唯一方法是增加塔架高度。

2.障碍物的影响(www.xing528.com)

图2-1-1 障碍物的影响

如前所述,障碍物是指针对某一地点存在的相对较大的物体,如房屋等。当气流流过障碍物时,由于障碍物对气流的阻碍和遮蔽作用,会改变气流的流动方向和速度。障碍物和地形变化会影响地面粗糙度,风速的平均扰动及风轮廓线对风的结构都有很大的影响,但这种影响有可能是有利的(形成加速区),也可能是不利的(产生尾流、风扰动)。所以,在选址时要充分考虑这些因素(图2-1-1)。

一般来说,没有障碍物且绝对平整的地形是很少见的,实际上必须要对影响风的因素加以分析。由于气流流过障碍物时,在障碍物的下游会形成尾流扰动区,然后逐渐衰弱。在尾流区,不仅风速会降低,而且还会产生很强的湍流,对风电机组运行十分不利。因此在设置风电机组时必须注意避开障碍物的尾流区。尾流的大小、延伸长度及强弱与障碍物大小和形状有关。作为一般法则,障碍物的宽度b与高度h之比b/h<5时,在障碍物下风方向可产生20h的强扰动尾流区,b/h越小减弱越快,b/h越大,尾流区越长。极端情况即b≫h时,尾流区长度可达35h。尾流扰动高度可以达到2h。当风电机组风轮叶片扫风最低点为3h,障碍物在高度上的影响可以忽略。因此如果必须在这个区域内安装风电机组,则风电机组安装高度至少应高出地面2h。另外,由于障碍物的阻挡作用,在上风向和障碍物的外侧也会造成湍流涡动区。一般来说,如果风电机组安装地点在障碍物的上风方向,也应距障碍物有(2~5)h的距离。如果风电机组前有较多的障碍物时,平均风速由于障碍物的多少和大小而相应变化,此时地面影响必须严格考虑,如通过修正地面粗糙度等。

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