猴石山风电场风能分析与机组布置研究

第４０卷第２期

２００９年１月

人　民　长　江

Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ

Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．２

Ｊａｎ．，２００９

收稿日期：２００８－１０－２０

作者简介：黎　明，男，长江水利委员会设计院机电处，高级工程师。

文章编号：１００１－４１７９（２００９）０２－００９８－０３

猴石山风电场风能分析与机组布置研究

黎　明 范　锴

（长江水利委员会设计院，湖北武汉４３００１０）

摘要：运用ＷＡＳＰ软件分析猴石山风电场的风能分布状况，确定机组布置范围。考虑交通、施工、环保、国家及军方禁止等因素，确定机组布置点。运用ＷＡＳＰ软件计算理论发电量及尾流影响，分析在极端气候区域的电量综合折减方法。最终确定安装３３台单机容量为１．５ＭＷ的风力发电机组，总装机容量为４９．５ＭＷ，年理论发电量为１６８４５．１万ｋＷ·ｈ。

关　键　词：风能分析；机组布置；电量计算；ＷＡＳＰ软件；佳木斯风电场中图分类号：ＴＶ７３４．２１ 文献标识码：Ａ

１　概述

１９７３年发生石油危机以后，美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源，投入大量经费，动员高科技产业，利用计算机、空气动力学、结构力学和材料科学等领域的新技术研制现代风力发电机组，开创了风能利用的新时期。根据丹麦ＢＴＭ咨询公司的预测，未来５ａ全世界无论当年新增还是累计风电装机容量都要翻一番，将来随着化石燃料资源减少，火电成本必然增加，风电将具备市场竞争能力，会发展得更快。风电以其良好的社会和环境效益，日渐成熟的技术，逐步降低的发电成本，必将成为本世纪重要的能源。

佳木斯市位于祖国东北边陲的松花江、黑龙江、乌苏里江汇流而成的三江平原腹地，隔乌苏里江、黑龙江与俄罗斯哈巴罗夫斯克、比罗比詹相望，是祖国最早迎接太阳升起的地方，被誉为“中国东极”，属寒温带大陆性季风气候。受西风环流、西伯利亚气团、蒙古高压、贝加尔湖气旋及东北低压综合影响，该地区冬春季风力最大，秋季次之。根据当地气象资料统计，该地区最多风向为西南、南西南，次最多风向为东北风，风能储量较为丰富。全国风能资源分布图上可以看出，该地区被列为二级风能较丰富地区。冬长夏短，无霜期１３５ｄ，年平均降水量５４３．７ｍｍ。

猴石山风电场位于佳木斯近郊，距佳木斯市中心约２０ｋｍ，猴石山区域属丘陵地带，地域开阔，障碍物少，具有良好的风能资源开发价值。拟安装３

３台单机容量１．５ＭＷ的风力发电机组，总装机容量４９．５ＭＷ。交通和接入系统条件较好，是一个良好的风电场建设场址。

２　测风资料

风能资源测量是一项很重要的工作，必须在测风阶段给予足够的投入，安装足够数量的传感器，测量足够长的时间，并且测风塔的位置和数量一定要在地形图上先确定，再到现场调整并最终确定。

猴石山风电场测风塔位于佳木斯郊区，塔高５０ｍ，地理位置约为东经１

３０°０７′，北纬４６°４４′，测风塔海拔高程约为３２８ｍ。测风塔安装有风速仪３套，

高度为１０、４０ｍ和５０ｍ，风向仪２套，高度为１０ｍ和５０ｍ，在３ｍ高度处安装有温度仪和气压仪，见表１

。表１　测风塔配置

高度／ｍ观测项目

风速仪型号

风向仪型号

温度计

型号气压计

型号３ＮＲＧ＃１１０ＳＢＰ－２０

１０风速、风向ＮＲＧ＃４０ＮＲＧ２００Ｐ４０风速

ＮＲＧ＃４０

５０

风速、风向ＮＲＧ＃４０ＮＲＧ２００Ｐ本测风塔测量了１ａ多的风速、风向，这次收集了２００７年１月至２００８年２月的测风资料，工程使用的测风资料为该塔２００７年３月至２００８年２月观测的风速风向资料。

作为分析的长期气象资料，收集并采用离猴石山风电场最近的汤原气象站１９５９～２００７年的资料作为依据。

根据收集到的资料，对风电场及厂址的风能情况进行了分析。

２．１　地区气象资料分析

根据汤原气象站１９５９～２００７年资料分析：

（１）多年平均风速为３．５ｍ／ｓ，风速年际变幅为２．４～４．４ｍ／ｓ。

（

２）多年月平均风速变化，大风月为５月，小风月为８月，１０月至次年５月平均风速较大，在２．７～３．４ｍ／ｓ，６～９月平均

　第２期 黎　明等：猴石山风电场风能分析与机组布置研究

风速较小，在２．１～２．６ｍ／ｓ。

（３）多年平均最多风向为ＳＷ、ＳＳＷ。

２．２　场址区风能资源分析

２．２．１　实测资料的验证、订正

对猴石山测风塔的实测数据进行验证，包括完整性检验、合理性检验（范围检验、相关性检验、趋势检验等）。测风塔实测数据完整率为１００％。

采用猴石山测风塔２００７年３月至２００８年２月经检验、处理后的实测数据和气象站长期系列（１９９７年３月至２００８年２月）风速资料进行订正，形成猴石山测风塔５０ｍ高度代表年的风速资料。并通过ＷＡＳＰ软件来推求风电场场址区域的风资源情况。

２．２．２　风电场风能资源主要特征

（１）年平均风速、风功率密度、有效风速小时数。风电场５０ｍ高度代表年年平均风速为６．８ｍ／ｓ，年平均风功率密度为３１３Ｗ／ｍ２，按ＧＢ／Ｔ１８７１０《风电场风能资源评估方法》的规定，达到３级风场标准；年有效风速小时数为７９７３ｈ，７０ｍ高度代表年年平均风速为７．１ｍ／ｓ，年平均风功率密度为３６２Ｗ／ｍ２，具有较好的风能资源。

（２）风向、风能分布。代表年风电场场址区主风向基本为ＳＷ、ＳＳＷ方向，主风向比较稳定，主风能出现在ＳＷ、ＳＳＷ方向，风能分布较为集中。

（３）风速、风能频率分布。５０ｍ高度风速为３～２５ｍ／ｓ的出现频率占９４．２％，风能出现频率为９９．９％。

风电场区域的湍流强度在５０ｍ高度为０．１３４，根据１０、４０ｍ的湍流强度变化来看，随着高度的增加，湍流强度表现出下降的趋势。

３　风能分布

影响风电场区域内风能密度分布的主要为海拔、地表裸露物、地表植被、建筑物、水系等因素。这些因素反映在风能分析软件ＷＡＳＰ中的主要输入参数为粗糙度及障碍物设置上。

（１）粗糙度。猴石山风电场地处猴石山及七块石山区域，海拔为９０～４８０ｍ。山上植被主要为天然林及人工林。天然林主要为野生橡树、桦树及椴树，树高小于１０ｍ；人工林主要为黄花松、红松及落叶松，树高小于１０ｍ；地表主要为落叶，有少量草本植物。根据以上情况，山地部分的粗糙度为０．２～０．２５，实际计算取０．２５。在山地近区主要为耕地及散落民房，耕地在夏季主要作物为玉米、大豆等，冬季为裸露的黑土地；民房分布较少且高度一般小于４ｍ。因此，山地近区的粗糙度取值范围为０．０４～０．０８，实际计算根据不同区域酌情取值。在风电场的正北方向较远为松花江及松嫩平原，松花江区域粗糙度取值为０．０００１，平原地区取０．０２。

（２）障碍物。风电场范围及附近无高大建筑物，根据粗糙度及障碍物划分规则，计算将建筑物以无障碍物处理。

（３）风能分布。ＷＡＳＰ软件是丹麦国家试验室研发的风电专业计算软件，在风电场设计中得到广泛应用。本工程亦采用ＷＡＳＰ软件进行分析及计算。

运用ＷＡＳＰ，输入测风资料、地形图、粗糙度及障碍物设置，计算出风电场风能分布图，如图１。

从计算结果看来，风能密度大的区域主要集中在猴石山及七块石山的山脊部位，山脊部位的风能密度范围为２５０～７７３Ｗ／ｍ２，属于风能丰富区域。

４　机组布置

机组尽量集中布置。集中布置可以减少风电场的占地面积，充分利用土地，在同样面积的土地上安装更多的机组；其次，集中布置还能减少电缆和场内道路长度，降低工程造价，降低场内线损。同时还应尽量减小风电机组之间尾流影响。在实际工作中，一般按照机组布置的行距为３Ｄ－５Ｄ，列距为５Ｄ－９Ｄ。单行风电场的风电机最小列距为３Ｄ，多行风电场的风电机最小列距为５Ｄ。风向集中的场址列距可以小一些，风向分散的场址列距就要大一些。多行布置时，

呈梅花形布置尾流影响要小一些。

图１　猴石山风电场风能分布及机组布置

机组首先选择布置在风能密度大的位置，并考虑各种限制因素。猴石山机组布置限制因素如下：

（１）交通条件。出于对场内新建及改造交通道路通盘考虑，即尽量减少场内交通投资的需要，在猴石山的东部、七块石山的北部，虽然有６～７个好的机组布置点，但舍弃。哈佳高速公路西侧有４～５个好点，也因交通因素舍弃。通过以上取舍，机组布置点可通过１～２条场内道路全部连通。

（２）施工难度。出于施工难度的考虑，哈佳高速公路西侧及猴石山主峰（风能密度最大处）不考虑布置机组。

（３）国家利益。在猴石山风电场范围内有１处国家测量控制点（风能密度４８０Ｗ／ｍ２）及多处军事工事，这些点不允许布置民用设施。

（４）环境保护。在高速公路的两侧近区，考虑到风电机组转动造成的光影变化对高速公路车辆的影响，西侧太近，不考虑布置机组；东侧尽量远离高速公路。

（５）兼顾其它经济活动。在猴石山风电场范围内有１处在建滑雪场度假村和多个采石场（七块石山的东沿），在机组布置时，尽量不和滑雪场设施及场地有冲突，在采石场附近布置机组时还要考虑采石场的发展范围，尽量减少风电场的建设协调难度及相关经济活动的有序发展。

综合以上因素，运用ＷＡＳＰ软件，对猴石山风电场的机组进行了布置，布置情况如图１所示。

９

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５　电量计算

风电场年发电量的计算采用了在国内外广泛使用的ＷＡＳＰ风能计算软件，计算风电机组的年理论发电量、尾流影响和设计年发电量，进行各种损耗与风电机组利用率等参数的修正计算，最后得到每台风电机组的年上网电量。

通过综合分析比较，选定某款风电机组作为该工程的初选机组，该款机组额定容量１．５ＭＷ，转轮直径７７ｍ，轮毂高度７０ｍ

。将该机组的效率曲线及相关特性输入ＷＡＳＰ软件，求出了该工程的年度电量指标。

５．１　理论发电量

本工程共装３３台单机容量为１．５ＭＷ的风力发电机组，总装机容量４９．５ＭＷ，年理论发电量１６８４５．１万ｋＷ·ｈ。

猴石山风电场各风机位置及发电量详见表２。

５．２　风电场年上网电量修正

风电场年上网电量是在理论发电量的基础上，考虑风机利用率、气候影响、空气密度、功率曲线、风机尾流、风机叶片腐蚀污染、控制和湍流强度、风电场内能量损耗等因素的影响，对其进行修正，得出风电场年上网电量。

（１）空气密度修正。本风电场的累计年平均空气密度１．２０４ｋｇ／ｍ３

，按此空气密度对风力发电机组年理论发电量作出修正。密度修正系数的计算如下：

密度修正系数＝平均空气密度／标准空气密度

（２）尾流修正。本次设计根据Ｊｅｎｓｅｎ尾流模型理论，利用ＷＡＳＰ软件计算时已计及风力发电机组间的尾流影响。计算得到平均尾流损失４．５７％。

（３）风力发电机组利用率折减。考虑风力发电机组故障、检修以及电网故障，将常规检修安排在小风月，根据目前风力发电机的制造水平和本风电场的实际情况，拟订风机利用率为９５％，折减系数为５％。

（４）功率曲线折减。机组厂家对风力发电机组功率曲线的保证率一般为９５％，因此，即功率曲线折减系数为５％。

（５）叶片污染折减。叶片表层污染使叶片表面粗糙度提高，翼形的气动特性下降，发电量下降。本风电场地处东北重工业区，空气质量较差，叶片污染系数取５％。

（

６）气候影响停机折减。本风电场纬度高，冬季气候严寒，考虑气候影响停机，折减７％。

（７）控制和湍流折减。理想情况下，风电机组随风速风向的变化而对机组的状态进行控制，实际情况是运行中的机组控制总是落后于风的变化，造成发电量损失。

每小时的湍流强度系数计算公式为： 湍流强度系数＝

标准偏差值

平均风速值

式中标准偏差值和平均风速都用原始记录的平均值。计算出的湍流强度（５０ｍ高度）０．１３４，属中等湍流强度。

综上两条，本风场控制与湍流折减取５％。

（８）场用电及线损折减。由于在寒冷的北方，考虑冬天取暖设备等，初步估算场用电、输电线路、箱式变电站损耗占总发电量的９％。

综上所述，猴石山风电场综合修正系数（含尾流影响修正）为０．６３，理论年发电量１６８４５．１万ｋＷ·ｈ，据此推算风电场的年上网电量为１０６０４万ｋＷ·ｈ，平均单机上网电量为３２１．３万ｋＷ·ｈ，风电场年等效负荷小时数为２１４２ｈ，容量系数为０．２４５。

表２　猴石山风电场各风机布置位置及年发电量

机组机组

坐标／

ｍ

机组高程／ｍ

轮毂

高度／ｍ净

发电量／（ＧＷ·ｈ）尾流

影响／

％

１号（２２５８５７５０．０，５１７７９２１．０）３３０７０５．４２３２．３９２号（２２５８５８９０．０，５１７８２３２．０）３４０７０５．０４５５．０３号（２２５８６１７０．０，５１７８２２３．０）３７１７０５．２６３５．７４４号（２２５８６５２０．０，５１７８２７８．０）４００７０５．４１８５．４６５号（２２５８６９９０．０，５１７８４５９．０）４００７０５．４３６５．５９６号（２２５８７１１０．０，５１７８７２６．０）３４１７０４．３９０６．８３７号（２２５８７１９０．０，５１７９０５４．０）３７０７０５．０１０８．３９８号（２２５８６８８０．０，５１７９１５１．０）２９１７０４．１５５７．４５９号（２２５８６６５０．０，５１７９４０５．０）３１０７０５．３４９３．８６１０号（２２５８７４５０．０，５１７９３２９．０）３６３７０４．８６５９．１５１１号（２２５８７２２０．０，５１７９６４０．０）２８３７０４．２４６８．２１２号（２２５８７６４０．０，５１７９５２２．０）３９０７０５．５０４８．２７１３号（２２５８７８３０．０，５１７９８４７．０）２９１７０４．３４２７．０５１４号（２２５８８０２０．０，５１８０１５１．０）２４１７０４．００３４．８６１５号（２２５８８１６０．０，５１８０３９８．０）２４０７０４．２６６４．２３１６号（２２５８８２２０．０，５１８０７３５．０）２０１７０４．３０５３．１７１７号（２２５８８２３０．０，５１８１２２０．０）１８０７０４．５９３２．０１８号（２２５８７１３０．０，５１７８２０３．０）４７０７０６．４４８３．２９１９号（２２５８７３６０．０，５１７８１３５．０）４７０７０６．１７５３．９６２０号（２２５８７７３０．０，５１７８１０６．０）４８０７０６．６０８３．１７２１号（２２５８８４１０．０，５１７７８１４．０）２７３７０４．２０６１．７１２２号（２２５８８６７０．０，５１７７４５４．０）２６０７０４．４０９１．３１２３号（２２５８９６２０．０，５１７７３９０．０）３７０７０５．４９２４．５７２４号（２２５８９７１０．０，５１７７１４３．０）３７０７０５．４６９３．９６２５号（２２５８９０８０．０，５１７６７６０．０）３４０７０５．１６１３．０９２６号（２２５８９３５０．０，５１７６２４３．０）４２０７０６．１３９４．３５２７号（２２５８９０１０．０，５１７６１５０．０）３５０７０５．１６０２．９３２８号（２２５８９５４０．０，５１７６０３７．０）３６１７０５．６４８２．９５２９号（２２５８９４７０．０，５１７５４９７．０）３００７０４．８８３１．８４３０号（２２５８９９６０．０，５１７５５４１．０）３００７０４．６４４３．８７３１号（２２５９００３０．０，５１７５１２８．０）２６０７０４．５７３２．４８３２号（２２５９０４４０．０，５１７５３７５．０）３１０７０５．０９８４．３５３３号

（２２５９０９４０．０，５１７５２９６．０）

２９０

７０

４．８４０

２．２９

６　结语

从猴石山风电场的测风资料、地形状况来看，猴石山风电场应为一个优良的风电场址，通过ＷＡＳＰ软件的分析计算，更进一步证实了这一点。

（编辑：黄鹤鸣櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈殲

殲

殲

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）

维护健康长江 促进人水和谐　

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风电场风机优化布置数学模型研究

风电场风机优化布置数学模型研究 王丰, 刘德有，谭志忠 （河海大学水利水电工程学院） 摘 要：推导建立了一种新的风电场简化风机尾流模型，给出了任意角度来风情况下的风电场风机尾流影响 区域以及尾流叠加的计算公式，建立了计入多因素的风电场成本-效益模型和增量装机效益评价模型。最后，利用算例资料，进行了给定区域风电场的风机优化布置以及不同布置方案的经济性分析和对比评价，确定了 风机最优布置数量和布置形式。结果表明：采用本文的风机优化布置数学模型能够有效地进行大型风电场的 风机布置优化计算分析。 关键词：风电场；风机优化布置；尾流模型；成本-效益模型；效益评价模型 1 概述 由于具有良好风能资源的区域土地资源是不可再生的有限的宝贵资源，但风能的能流密度很低，大型风电场的占地面积相对很大，因此，如何充分、高效地开发利用风能资源及经济、合理地减小风电场的占地面积将成为今后值得关注的重要研究课题[1-3]。此外，对于海上风电场，国外工程经验表明，其输电线路成本约占工程总投资的20％[4,5]。因此，无论是陆上或海上的大型风电场，在满足风机设计出力的前提下，应对其风机布置进行反复的优化和经济评价分析。 对于总占地面积给定的风电场，如不考虑各风机尾流的相互影响，则其风机数量布置越多，单位容量的平均投资成本越低，经济性越好。但实际上，当风经过风机后，由于风轮吸收了部分风能，且转动的风轮会导致湍动能增大，因此风机后风速会有一定程度的突变减小，这就是所谓的风机尾流效应。尔后，在周围气流的作用下，风速会逐渐恢复，但在到达下游风机时，风速的恢复值与两风机间的距离有关。如风电场内风机布置过密，以致风经过上游风机后的风速来不及恢复而导致下游风机的工作风速过低，则将造成下游风机出力大大减小甚至为零，此时，风电场的单位电量效益较小、单位出力投资成本较大，经济性较差。反之，如风电场内风机布置过疏，风机总装机容量过小，则其单位容量的投资成本和运行维护费用均较高，经济性也较差。因此，根据风电场场址处的风能资源情况，在选定风机单机容量后，合理确定风机布置数量和布置形式是提高大型风电场经济性的重要设计环节。 关于风电场的风机优化布置，目前国内大多依赖国外商业软件进行工程设计，而其基本理论的学术研究还很少，主要集中在经验估算上，如文献[6]给出了风机布置的经验间距，指出：在盛行风向上风机间应相隔5～9倍风轮直径，在垂直于盛行风向上风机间应相隔3～5倍风轮直径。显然，该方法比较粗略，难以得到优化布置方案。国外一些学者采用数值模拟方法对该问题进行了研究，如文献[7,8]用遗传算法对风电场风机布置进行了优化，但其采用的风机尾流模型存在一定缺陷，给出的风电场风机成本-效益模型过于简单，且未给出风机尾流影响区域的计算方法以及增量装机效益评价模型等。 本文针对大型风电场的特点，推导建立其新的风机尾流模型、成本-效益模型和增量装机效益评价模型等，编制相应的优化计算程序，并结合算例进行给定区域风电场的风机优化布置以及不同布置方案的经济性分析和对比评价，确定风机最优布置数量和布置形式。 2 数学模型的建立 风电场风机优化布置的数学模型主要包括以下三个模型：（1）风机尾流模型；（2）风机成本-效益模型；（3）风电场增量装机效益评价模型。风机尾流效应的模拟是整个风电场发电量效益预测的基础，因此，风机尾流模型的合理性将直接影响到风电场效益的估算以及风机优化布置的正确性。风电场风机成本-效益模型用于对某一选定的风机布置方案进行其与风机相关的投资成本核算，并结合尾流模型对评估周期内的发电量效益进行估算，该模型的合理性会直接影响到风机布置方案的经济性评价结论。风电场增量装机效益评价模型用于对选定的不同风机布置方案的对比评价分析，并最终确定给定区域风电场的风机最优布置方案。 2.1 风机尾流模型 目前，在进行风电场风机优化布置模拟计算时，均忽略了风轮的湍流影响，而采用简化风机尾流线性扩张模型[7-9]，即尾流影响边界随距离线性增大模型。此外，目前多数风机尾流模型未考虑风经过风机后的尾流影响区域直径的突然扩大，而一些考虑了该因素的尾流风速预测解析计算公式，则不能满足上游风机后风速与尾流影响区域边界的连续性。为此，本文推导了一种新的简化风机尾流模型。 如图1所示，采用控制体积法进行风轮流场分析。u0、u分别为风轮前、后距离风轮x处的风速；

风电场综合统计指标计算公式

风电综合统计指标计算公式 1、平均风速 平均风速是指统计周期内风机轮毂高度处瞬时风速的平均值。取统计周期内全场风机或场内代表性测风塔的风速平均值，即 1 1n i i V V n ==∑ 单位：米/秒（/m s ） 式中： V —统计周期内的风电场平均风速，/m s ； n —统计周期内的全场风机的台数或代表性测风塔的个数； i V —统计周期内的单台风机或单个代表性测风塔的平均风速，/m s 。 2、平均温度 平均温度是指统计周期内风机轮毂高度处环境温度的平均值，即 1 1n i i T T n ==∑ 单位：摄氏度（o C ） 式中： T —统计周期内的风电场平均温度，o C ； n —统计周期内的记录次数； i T —统计周期内的第i 次记录的温度值，o C 。 3、平均空气密度 平均空气密度是指统计周期内风电场所处区域空气密度的平均值，即 P RT ρ= 单位：千克/立方米(3 /kg m ) 式中： ρ—统计周期内的风电场平均空气密度，3 /kg m ； P —统计周期内的风电场平均大气压强，a P ； R —气体常数，取287/J kg K ?；

T —统计周期内的风电场开氏温标平均绝对温度，K 。 4、 平均风功率密度 平均风功率密度是指统计周期内风机轮毂高度处风能在单位面积上所产生的平均功率，即 3 1 12n i wp i D V n ρ==∑()() 单位：瓦特／平方米（2 /W m ） 式中： wp D —统计周期内的风电场平均风功率密度，2 /W m ； n —统计周期内的记录次数； ρ—统计周期内的风电场平均空气密度，3/kg m ； 3 i V —统计周期内的第i 次记录平均风速值的立方。 5、有效风速小时数 有效风速小时数是指统计周期内风机轮毂高度处介于切入风速与切出风速之间的风速累计小时数，简称有效风时数，即 n i i V V V V T T == ∑有效风时数 单位：小时（h ） 式中： T 有效风时数 —统计周期内的风电场有效风时数，h ； 0V —风机的切入风速，/m s ； n V —风机的切出风速，/m s ； i V T —统计周期内出现介于切入风速（0V ）和切出风速（n V ） 之间的风速小时数，h 。 6、风机可利用率 风机可利用率是指统计周期内除去风机因定期维护或故障时数后剩余时数与总时数除去非设备自身责任停机时数后剩余时数的百分比，即 (1)100%A B T B η-=- ?-可利用率 式中： η可利用率—统计周期内的风电场风机可利用率；

风电场的选址及布局优化仿真

第38卷第6期2010年6 月 Vo.l38No.6 Jun.2010风电场的选址及布局优化仿真 乔歆慧1,张延迟2,3,解大1 (1.上海交通大学电气工程系,上海200240;2.华东理工大学自动化系,上海200237; 3.上海电机学院电气工程系,上海200240) 摘要:风电场建设选址及风机选型与布局是风电场设计的核心内容。基于以上两方面介绍了风能特性、风电场设计的基本思想及设计准则。通过W i ndFarme r仿真软件完成了风电场优化设计实例。 关键词:风电场;风电场选址;风电场规划 作者简介:乔歆慧(19852),女,硕士研究生,从事并网型风电研究和电力系统仿真。 中图分类号:T M614;TK80文献标志码:A文章编号:100129529(2010)0620934203 L oca tion Se lection ofW i n d Farm and O p ti m iza tion Si m ula tion of Its Layou t QIA O X i n2hu i1,Z HA NG Y an2chi2,3,XIE Da1 (1.Dept.of E lectr i ca l Engi neering,Shang ha i Jiaoto ngUn i v.,Shangha i200240,Ch i na; 2.Dept.of Auto m a ti on,East Ch i na Un i versity of Sc ience and Technol ogy,Shangha i200237,Ch i na; 3.Dept.of E lectr ica l Engi neer i ng,Shangha i D i anjiUn i v.,Shangha i200240,Chi na) Ab stra ct:The core contents of the desi gn of t he w i nd far m are the l oca ti on selectio n for t he co nstructio n and the ty pe se lecti on and layo ut for the fan.The characteristi cs of t he wi nd energy and the basic thought and des i gn criter i on for the desig n of the w i nd far m were presented based o n the t wo aspects above.The practi ca l examp l e of t he o pti m izatio n design for the w i nd far m was co m pleted usi ngW i nd F ar m er si m ulatio n soft ware. K ey w or ds:w i nd far m;locati on se lecti on of t he wind farm;progra mm ing of the w i nd far m 风电场的建设规划是风力发电工程的首要任务,主要包括两方面。一是风电场的选址,通过风能资源评估选择适合建设风电场的地点;二是风力发电机的选型及布局,满足最大限度地利用风能资源及最低的环境影响。基于以上两点进行风电场最优规划,是确保最大限度地利用风能及产生最大经济效益的先决条件。 1风电场选址的考虑因素 (1)风力资源 风能的利用形式主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他的能源形式。高纬度与低纬度之间的温度差异可形成南北之间的气压梯度,使空气作水平运动而形成风。地球自转所产生的偏向力也是产生风能的主要原因。除以上两方面外,风能在很大程度上受海洋、地形的影响,时空分布较为复杂。 风能的大小与气流密度通过的面积及气流速度的立方成正比,其中空气密度(Q)、气体速度(v)随地理位置、海拔、地形等因素变化。 普遍采用的风速模型是4种风速的叠加,即V=V WB+V WG+V WR+V WN(1)式中V WB )))基本风;V WG )))阵风;V WR )))渐变风; V W N )))随机噪声风。 (2)地形对风速的影响 当冷空气在斜坡地形上因重力而加速下滑所形成的风叫做流曳风,或称重力流及下坡风。在冷空气能够翻越某一段山地的情况下,才会出现背风坡的流曳风。山脚处流曳风的风速与山顶及山脚处的温差有关。一般,温差越大,风速越快。 当气流经过山谷时,由于横截面减少,造成气流速度加大,形成狭管效应。 地形斜坡由于热力的作用很容易构成斜压性,是产生低空急流的主要原因。在斜压大气中,水平温度梯度会引起地转风随高度的变化。 (3)观测点选取 风电场风能观测点的位置选取与风能的准确度量及风电机组控制密切相关。一般来说,海域观测点风能的不稳定性较小,高山测点有一定的不稳定性,而城郊测点风能的不稳定性较大。自

风电场发电量计算方法

发电量计算梳理 发电量计算部分，我们所要做的工作是这样的： 当拿到标书（可研报告）等资料后，我们首先要提澄清（向业主索要详细发电量计算所需的资料）；然后选择机型（确定该风电场适合用什么类型的风机）；最后进行发电量计算。 一、澄清 下面列出了发电量计算需要的所有内容，提澄清的时候，缺什么就列出来。 风电场详细发电量计算所需资料汇总 （1）请业主提供风电场的可研报告； （2）请业主提供风电场内的测风塔各高度处完整一年实测风速、风向、风速标准偏差数据，以及测风塔的地理位置坐标； （3）请业主提供测风塔测风数据的密码； （4）风电场是否已确定风机布置位置，若已确定风机位置，请提供相应的固定风机点位坐标； （5）请业主提供风电场的边界拐点坐标； （6）请业主提供风电场内预装轮毂高度处的50年一遇最大风速； （7）请业主提供风电场场址处的空气密度； （8）请业主提供预装轮毂高度处15m/s湍流强度特征值； （9）请业主提供风电场的海拔高度以及累年极端最低温度； （10）请业主提供风电场内测风塔处的综合风切变指数； （11）请业主提供风电场影响发电量结果的各项因素的折减系数。

https://www.wendangku.net/doc/276062021.html,/SELECTION/inputCoord.asp 第二步：打开Global Mapper软件，将.dxf和.zip地形文件拖入。 设置“投影”：Gauss Krueger(3 degree zones)\Gauss Krueger(6 degree zones)； 设置“基准”：XIAN 1980(CHINA)\BEIJING 1954； 设置“地区”：Zone x(xxE-xxE)。 1 将.dxf拖入Global Mapper并设置好投影及基准后，将鼠标放于地图任意位置，软件右下角会显示点位坐标。完整坐标表示应该为横坐标8位，纵坐标7位。而横坐标的前两位经常被省去，如果你看到的是横坐标6位，纵坐标7位，那么横坐标的前两位就是被省略的。此时要人为对地图进行整体偏移。偏移量为“地区”Zone后的数值，见下图。

详解电化学储能在发电侧的应用

详解电化学储能在发电侧的应用 随着国家环境保护力度的不断加强，新能源发电装机占比逐渐攀升，我国能源结构正在逐步转型。储能系统因其响应速率快、调节精度高等特点，成为能源行业中提升电能品质和促进新能源消纳的重要支撑手段，受到越来越多的重视。并且由于储能技术的进步、产品质量的提高及成本的不断降低，储能技术已具备商业化运营的条件，尤其是多种电化学储能技术的发展逐步扩展了储能的应用领域。 除了技术的进步，国家政策法规的颁布、电力市场改革的不断深化，也促进了电化学储能技术的应用推广。本文从数据的角度概要分析了储能在全球电力行业中的应用现状，对国内电化学储能产业政策和标准的发展进行了总结，并介绍了电化学储能的种类、技术路线以及系统集成关键技术。除此之外，针对发电侧，重点从功能、政策和应用项目等方面论述了电化学储能技术在大规模新能源并网、辅助服务及微电网等有商业价值的应用场景。最后对电化学储能技术在未来能源系统中的前景和发展趋势做了展望，并在促进储能商业化运营及推广方面对储能企业提出了发展建议。 目前，我国电力生产和消费总量均已居世界前列，且保持高速增长的趋势。国家统计局发布的数据显示，2018年1～12月份，全国规模以上发电企业累计完成发电量67914 kW·h，同比增长6.8%，全国全社会用电量68449 kW·h，同比增长8.5%。而在电能供给和利用方面我国却还存在结构不合理、综合利用效率较低、新能源渗透率较低、电力安全水平亟待提升等问题[1]，因此如何保障经济发展中电力生产与供应的安全，同时又实现节能减排与环境保护，是我国电力行业发展的重大战略任务。近年来飞速发展的储能技术为解决以上问题提供了可行性。储能成本和性能的改进、全球可再生能源运动带来的电网现代化与智能化，以及电力市场改革带来的净电量结算政策的淘汰、参与电力批发市场、财政激励、FIT（太阳能发电上网电价补贴政策）等因素的驱动，使得储能在全球掀起了一场发展热潮。储能使电能具备时间空间转移能力，对于保障电网安全、改善电能质量、提高可再生能源比例、提高能源利用效率具有重要意义。基于储能

风电场工作总结

工作总结 某某风电场地处XX省某某市经济开发区，风电场共分两期，一、二期共安装99台某风机，一期工程在2011年10月并网发电，二期工程在2012年11月23日并网发电。2013年风电场在上级公司领导的正确引导下，坚持以安全生产为前提，以经济效益为中心，认真扎实开展各项工作，取得了一些成效，现将2013年主要工作汇报如下： 一、2013年主要工作完成情况 （一）安全生产 继续完善风电场安全管理网络，安全指标层层分解，安全责任得到有效落实。风电场自场长到值长再到运维员工逐级签订了《安全生产目标责任书》，每月召开安全例会对前一阶段的安全情况进行总结，并举办一到两次安全日活动，切实增强员工的安全责任意识；定期开展应急演练和反事故演习，不断提高员工的应急处理能力。认真贯彻落实上级有关安全生产的文件、会议精神，加大安全检查力度和问题整改力度，积极配合上级公司开展的安全检查活动，对查出的各类问题积极落实整改，跟踪闭环。 先后组织开展了风电场“全场停电应急预案”演练、“全场消防应急及逃生”等各项应急演练，根据上级公司指示开展“风

电场春季、秋冬季安全检查”等一系列专项安全检查活动。定期组织学习各类安全事故，每月开展《安规》培训及考试；组织风电场开展月度、季度“生产安全事故隐患”排查活动，并结合各类专项安全检查，做到不走过场，不留死角，不放过任何隐患和问题，认真解决安全生产各项工作存在的突出问题和薄弱环节，主动解决问题和隐患。 （二）生产指标完成情况 1.某某风电场2013年生产指标完成情况如下： 发电量：XXXIII万kwh、上网电量：XXXIII万kwh、可利用小时为XXXIII小时，位居全省前列，风机可利用率XXXIII%，综合场用电率XXXIII%，2013年弃风电量XXXIII万kwh。 （三）生产管理情况 1、为了应对发电量任务很重的严峻形势，风电场专门召开了“优化运行抢发电”专题会，认真分析了目前风电场存在的一些问题和优化空间，同时也借鉴了其他风电场一些好的经验，制定了风机功率曲线优化、风功率预测系统优化、AGC策略优化等多项技改方案，尤其在风机负荷性能优化方面取得了明显成效，为公司创造更多效益。 2. 设备管理 为加强风电场设备管理，风电场重新修编了设备台账、运检

风电亟须优化电源布局和电源结构

风电亟须优化电源布局和电源结构 更新：2011-08-17 11:50:14 来源：人民网 电源布局和电源结构亟待调整优化 长期以来，我国大区电网存在电源分布不合理，造成电源结构（基、腰、峰荷电源）性矛盾，即电网严重缺调峰电源，是当前阻碍节能减排的根源，且未引起决策部门重视。 我国电力一次能源结构中，水电占有20%多，煤电70%多，其它核、抽水蓄能、燃气电厂极少，合起来不足10%，因此煤发电量占总发电量80%以上，二氧化碳和二氧化硫排放自然大。风能、太阳能等绿色能源只是最近几年才迅速发展。 一次能源结构不合理必然导致电源结构不合理。我国水电占20%多，且多是径流，西南大水电发电年利用4000小时以上，汛期大发，带基荷，供水期可提供调峰也不足10%。特别是上世纪90年代以来，电网进入超高压、大电网、大机组时期，执行“以大代小”、“以煤代油”政策；使得原一天内可开停作主力调峰的小火电近亿千瓦，逐年关停，至2010年已关停8100万千瓦，但却没有规划补建峰荷电源，致使调峰矛盾凸显，至今时过20年，矛盾依旧，实属决策失误。新发展热电机组又没有严格执行国家“以热定电”的原则，机组多为30万千瓦，打孔抽汽的一般只允许调峰10%。低碳大机组合理调峰率为20%，现有水、火电可调峰率共约为总电源20%，远不能满足电网40%～50%峰谷差的调整要求。 因此，多年来一直迫使超临界和超超临界的60～100万千瓦机组低谷时压负荷到50%亚临界运行，使低碳机组高碳运行。如继续增建低碳煤电大机组，必将继续强迫非常规调峰，岂不恶性循环。目前各大区电网都出现缺电，其主因是煤炭平衡工作没做好，煤炭涨价电价不变，实际更是缺调峰电源，估计约占总电源的15%～20%。因此调整电源布局和电源结构已迫在眉睫。 欧洲风电调峰模式可供借鉴 据欧洲风能协会研究报告的观点，电网接纳更多风电是经济性和政策性问题,不是技术水平和运行问题，德、法、丹麦、西班牙等国对风电并网以及电网如何适应作了深入研究，结论是，风电容量可占电网比例超过20%。其经验分析如下： 风电与抽水蓄能配套、风电出力预报、电价政策——西班牙风电强劲发展。 西班牙风电装机占总装机20%，发电量占8.7%，核电15%，抽水蓄能约10%，为开发EIHierro岛、Canary岛风能，建相应抽水蓄能与之联合运行，风电场风电功率预测是强制性的，与电价挂钩。 风电与抽水蓄能配套，加强电网建设——德国风电积极发展。 德国风电占总装机17%，电量占总7%，水电比重很低，消纳风电措施除与欧洲电网强联外，建设超过10%抽水蓄能，就地调峰平衡，因峰荷远距离输送增加网损。

风电综合信息化系统解决方案

风电综合信息化系统解决方案 1 项目概述 伴随我国国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的依赖程度越来越高，同时电力生产也越来越受到资源和环境的制约。为了实现可持续发展战略，提高电能使用效率已成为我国能源战略的一项重要内容。由于我国资源的严峻形势，发展可持续资源是长久之计，风能是一种有巨大发展潜力的无污染可再生能源。发展可再生能源是最理想的能源，可以不受能源短缺的影响，但也受自然条件的影响，如需要有水力、风力、太阳能资源，而且最主要的是投资和维护费用高、效率低，所以发出的电成本高。现在许多国家都在积极寻找提高利用可再生能源效率的方法，相信随着地球资源的短缺，可再生能源将发挥越来越大的作用。 为了加强对各个风电场的管理，使风电集团能够直观、动态、综合地掌握下属各风电场生产一线的情况，杜绝风电机组运行和生产经营数据的错报、迟报、漏报，同时便于进行数据统计、分析以及提供技术支持，力控科技为许继许昌风电科技有限公司在总部建设一套风电场生产数据采集、监测、储存、分析、展现系统，以便风电集团能及时获取风电场生产及风电机组运行状态的信息，为集中监测、故障分析、技术支持、经营决策等提供及时、准确的数据基础。 2 系统整体拓扑结构介绍 2.1 集团调度中心系统建设 2.1.1 调度中心系统平台 调度中心信息化平台由实时服务器、历史服务器、关系数据库服务器、报警服务器、GIS地理信息系统服务器、WEB服务器以及各种辅助系统组成。 1) 实时服务器 实时数据服务器主要为系统提供实时数据管理支撑，主要负责处理、存储、管理电站采集传送来的实时数据，并为网络中的其它服务器和工作站提供实时数据。实时数据存放在

风电场风能资源评估方法

风电场风能资源评估方法 1.概述 本标准规定了评估风能资源应收集的气象数据、测风数据的处理及主要参数的计算方法、风功率密度的分级、评估风资源的参数数据、风能资源评估报告的内容和格式。 2.依据 “风电场风能资源评估方法”属中华人民共和国国家标准，GB/T187 10-2002，国家质量监督检验检疫总局2002-04-28发布，2002-01-0 1实施。 本标准主要起草人：施鹏飞、朱瑞兆、娄慧英、易跃春、刘文峰、谢宏文。 3.测风数据要求 3.1风场附近气象站、海洋站等长期测站的测风数据 3.1.1在收集长期测站的测风数据时应对站址现状和过去的变化情况进行考察，包括观测记录数据的测风仪型号、安装高度和周围障碍物情况（如树木和建筑物的高度，与测风杆的距离等），以及建站以来站址、测风仪器及

其按组安装位置、周围环境变动的时间和情况等。 注：气象部门和海洋站保存有规范的测风记录，标准观测高度距离地面 10m 1970年以后主要采用EL自记风速仪，以正点前10min测量的风速平均值代表这一个小时的平均风速。年平均风速是全年逐小时风速的平均值。 3.1.2应收集长期测站以下数据： a）有代表性的连续30年的逐年平均风速和各月平均风速。 注：应分析由于气象站的各种变化，对风速记录数据的影响。 b）与风场测站同期的逐小时风速和风向数据。 c）累年平均气温和气压数据。 d）建站以来记录到的最大风速、极大风速及其发生的时间和风向、极端气温、每年出现雷暴日数、积冰日数、冻土深度、积雪深度和侵蚀条件（沙尘、盐雾）等。 注：本标准中逐小时风速、风向、温度和气压数据分别是每个小时的平均风速、出现频率最大的风向、平均温度和平均气压。

风电场运维管理优化措施分析

风电场运维管理优化措施分析 摘要：随着我国一次能源的不断消耗以及环境形势的不断严峻，越来越的清洁 能源得到了重视。风力发电技术是一种清洁能源的运用范畴，越来越多的风电场 在我国建立。风电场的运维管理方式会对风电场中的设备运行状况有直接的影响，因此需要重视风电场中运维管理方式。基于此，本文重点论述了风电场运维管理 的要点以及优化措施，希望被众多的风电运维管理者所借鉴。 关键词：风电场；运维管理；运维模式 随着我国经济规模的不断发展，对电力能源的依靠越来越大。我国风电场经 过20多年的发展，在很大程度上补充了电力能源的供应。近段时间以来，更多 的小型风力发电场转变成为较大规模的风力发电场，这样一来，发电设备就呈现 多样性和复杂性的状态，这就给风电场的运维管理带来了极大的挑战。基于此， 本文首先从风电场的运维管理的特点入手，探索出当前风电场运维管理的缺陷与 不足，从而有针对性的进行措施优化与提高[1]。 1 风电场运维管理要点 1.1 把握运行数据的收集 风电场的运维管理工作中最重要的是对相关数据信息的采集，上述的数据信 息更多的包括风电机组的运行状况数据信息，一般来说这些信息是风速大小、温 度数据、电压电流数据、短时的发电量信息、风机振动值、风机油位信息数据。 为了使得风电场能够稳定的运行，运维管理人员要及时的记录并且规整上述的数 据信息，从而更好的对风机运行状况、风机的功率输出情况、设备的稳定性有详 细的了解，针对出现的状况及时作为检修处理策略，从而做好各项预防准备措施。 1.2 对频发故障进行专业的分析、处理 受到制造工艺、技术、生产环境等因素的影响，风电机组在运行中难免会出 现一些频发性故障。针对这些故障运维管理人员要善于进行总结、分析，结合设备、现场实际情况提出富有建设性、针对性的整改措施。除此之外，相关的运维 管理人员还可以通过知识竞赛、QC比赛等专项技术活动，促进班组的凝聚力和 创新力。 2 风电场运维管理的特点及问题 2.1 风电场设备台数较多，作业危险系数大 我们知道单一的风机就是一个发电单元，同时每一个风机发生故障的类型与 概率是不相同的。这是由于受到发电设备的设计状况、运维管理人员的技能水平、风电场周边的环境状况的影响。基于上述的因素，就会使得风电机组的维护操作 处于分散的状态，同时危险系数也很大，这些情况给运维管理工作的开展带来了 极大的挑战[2]。 （1）风机的自身结构就决定了风机运维工作绝大部分是高空作业，运维工作危险性较大，运维人员工作压力较大。 （2）受环境因素影响，风机内部夏季炎热、冬季严寒，运维工作且受风速影响较大。尤其是当风速超过机型允许登塔、出舱风速时，会对风机的运维管理及 设备安全稳定运行造成一定影响。 （3）风机内部空间狭小，设备涉及点多面广，风机的发电系统、控制系统、能源传动链等系统需要同批人员同时运维，对运维人员素质要求较高。 总之因多种因素的存在，增加了风电场运维工作的不确定性，造成了风电场 运维管理难度较大。

大型风电场风机最优布置规律研究_王丰

D OI :10.3876/j .issn .1000-1980.2010.04.023 收稿日期:2009-11-18 基金项目:国家“十一五”科技支撑计划(2006BAA01A24)作者简介:王丰(1981—),男,河南周口人,博士研究生,主要从事抽水蓄能及新能源技术研究.E -mail :wfnj3089@https://www.wendangku.net/doc/276062021.html, 大型风电场风机最优布置规律研究 王　丰1,刘德有1,曾利华1,陈守伦1,陈星莺 2 (1.河海大学水利水电学院,江苏南京　210098; 2.河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心,江苏南京　210098)摘要:采用较完善的风机优化布置计算数学模型,研究了单一风向风况下的风电场风机最优布置 的一般性规律,给出了风机布置排数和风机间距的合理取值范围:风电场区域无限制以及风电场沿 盛行风向上尺寸较小时,风机横向间距应为2D 0～3D 0(D 0为风轮直径),纵向间距应大于15D 0;风 电场沿盛行风向上尺寸较大时,可考虑布置3排以上风机,风机纵向间距应为15D 0～20D 0,风机横 向间距应为3D 0～5D 0;风机优化布置一般可不考虑风速大小的影响.在此基础上,研究了均匀对称 风况、1个主导风向风况和多个主导风向风况下的风机最优布置规律,得出了风机最优布置形式与 风况特征的规律性基本一致,且风况越复杂,风机最优布置的规律性越弱的结论. 关键词:风电场;风机;布置排数;风机间距 中图分类号:TK83 文献标志码:A 文章编号:1000-1980(2010)04-0472-07 风电场风机优化布置是风电场规划中的关键环节,其布置方案的优劣直接影响风电场的发电量以及风电场的经济性水平.在风电场区域边界以及该区域风资源确定的情况下,如风机布置数量太少,将会降低该区域风资源的利用率;但如风机布置数量太多、风机间距太小,则会由于风机尾流的影响而降低各单台风机 的发电效益,从而降低整个风电场开发的经济性[1-3].因此,考虑风机布置数量在内的风机最优布置方案是风 电场规划设计和开发过程中需要深入研究的重要课题. 在最初的研究中,风电场风机优化布置理论基本属于经验性结论,布置方式也基本为规则性的行列布置.如Patel [4] 提出:风机布置的最优距离为在盛行风向上风机间隔8D 0～12D 0(D 0为风轮直径),在垂直于盛行风向上风机间隔1.5D 0～3D 0.而王承煦等[5]指出:在盛行风向上要求风机间隔5D 0～9D 0,在垂直于盛行风向上要求风机间隔3D 0～5D 0.这些基于经验判断给出的风机布置间隔距离,在一定程度和特定阶段指导了风电场风机优化布置的探索研究和工程应用.Ammara 等[6]曾据此构建了一个风电场风机布置方案,在保证相同发电量的同时,能够有效地减少风力发电机组的总占用土地面积. 实际上,不同风电场和风机类型的风机最优间隔距离是不相同的,上述经验成果只能在一定条件范围内作为风机优化布置设计的参考.为此,许多学者针对不同风况、不同区域边界的特定风电场进行了风机最优布置的更精确的计算研究.Mosetti 等[7]首先提出了基于遗传算法的风机优化布置计算方法,把风电场总投资成本、发电效益作为优化变量,用两者的比值作为目标参数,评价不同风机布置方案优劣.该计算方法采用穷举法对不同风机布置方案进行经济比较,最终确定相对优化的风机布置方案,摆脱了风机经验布置间距的限制,可以获得更科学、合理的结果.Grady 等[8]在Mosetti 等[7]研究的基础上,利用遗传算法研究了风机优化布置问题,并结合理论分析,对风机优化布置形式进行了计算分析和校核,得到了更好的结果.Mar midis 等[9]采用Monte -Carlo 方法对风电场风机优化布置问题进行了研究,提出了研究该问题的新思路和新方法. Mosetti 等[7-9]的研究虽提出了若干创新性的计算方法和模型,研究成果也为风电场风机优化布置的研究和实际工程设计提供了重要的理论基础,但其中所采用的风机优化布置计算模型还不完善,更未对风电场风机最优布置的一般性规律进行系统的探讨分析和论证研究. 第38卷第4期 2010年7月河海大学学报(自然科学版)Journal of Hohai University (Natural Sciences )Vol .38No .4Jul .2010

风电场电量计算公式

风电场电量计算公式 单位:MWh 1.关口表计量电量 1)上网电量 251正向A总(A+) 2)用网电量 251反向A总(A-) 3)送网无功 251正向R总(R+) 4)用网无功 251反向R总(R-) 2.发电量:是指每台风力发电机发电量的总和。 1)表底读数 (312A+)+(313A+)+(314A+)+(315A+)+(316A+)+(317A+) 2)日用量 (今日表底读数-昨天表底读数)*350*60*0.001(即*21) 3)月累计今日日用量+昨天月累计 4)年累计今日日用量+昨天年累计 3.上网电量:风电场与电网的关口表计计量的风电场向电网输送的电能。 1)表底读数 251A+ 2)日用量 (今251A+)-(昨251A+) 3)月累计今日日用量+昨天月累计 4)年累计今日日用量+昨天年累计 4.用网电量:风电场与电网的关口表计计量的电网向风电场输送————————————————————————————————————————————————————— 的电能。 1)表底读数 251A- 2)日用量 (今251A-)-(昨251A-)

3)月累计今日日用量+昨天月用量 4)年累计今日日用量+昨天年累计 5.站用电量 1)表底读数 361A+ 2)日用量 (今日表底读数-昨天表底读数)*350*20*0.001(即*7) 3)月累计今日日累计+昨天月累计 4)年累计今日日累计+昨天年累计 注意:现在算出的单位是Mwh,运行日志上的单位是万kWh，要将算出的数小数点前移一位(如:427Mwh=42.7万kWh) *厂用电率:风电场生产和生活用电占全场发电量的百分比。 厂用电率=(厂用电量日值?发电量日值)×100 =(0.161?20.02)×100 *风电场的容量系数:是指在给定时间内该风电场发电量和风电场装机总容量的比值 容量系数=发电量日值?(50×2×24) 等效利用小时数也称作等效满负荷发电小时数。 *风电机等效利用小时数(等效满负荷发电小时数):是指某台风电机发电量折算到该风电机满负荷的运行小时数。 ————————————————————————————————————————————————————— 公式为:风电机等效利用小时数,发电量,额定功率 *风电场等效利用小时数(等效满负荷发电小时数):是指某风电场发电量折算到该场满负荷的运行小时数。

基于风电场风资源评估的风电机组布局优化研究

基于风电场风资源评估的风电机组布局优化研究 摘要：风电场实际发电量低于预估发电量是制约风电可持续发展的一个突出问题。导致该问题的主要原因是在建设某一风电场前，对该风场的风资源评估不精确，以及风电场微观选址的失误造成发电量损失。另外，获得预装轮毂高度的风 速是风资源评估的前提条件，而实际测风仪器高度很难满足要求。因此，本文针 对提高风资源评估精度及风电机组布局优化等问题展开深入研究。 关键词：风电场风资源评估；风电机组；布局优化 引言 随着全球经济的迅速发展，人类对能源的产量和质量的要求越来越高。煤炭、石油、天然气属于不可再生能源，储量有限，人类终将面临能源短缺的问题，另 一方面，化石能源的过度利用对生态环境造成严重破坏和污染，对人类的生产和 生活构成严重威胁。针对能源短缺和环境威胁的问题，人类开始大力开发和利用 清洁环保的新能源，如：太阳能、风能、水能、生物质能和地热能等。其中，风 能具有清洁可再生、分布广、风资源储量丰富等优点，因此对风能进行合理的开 发和利用有利于缓解能源短缺的压力和带来的环境污染问题。 1、风电场风电机组优化布局理论基础 风电场机组布局优化研宄现状风电场机组布局优化对风电场发电能力及经济 效益起着决定性作用，因此国内外学者对其进行了大量的研究?例如，M〇Setti 学者采用化11此11尾流模型进行风电场尾流风速预测，考虑风电场的投资成本 及发电量，利用遗传算法对风电场进行优化布局，这也是首次有学者将遗传算法 运用于风电场的优化布局?Grady学者在Mosetti学者的研究基处上，采用改进遗 传算法进行风电场优化布局研宄，获得了比Mosetti更好的优化结果?RiqUelme学者则以风电场的投资成本最小为最优目标函数，采用可变长度遗传算法对风电场 机组的布局进行优化研究?Kusiakt%以不同的风向及风速为输入风况，考虑风电场 采用不同型号的风电机组?尾流模型和机组运行维修费用对风电场布局优化进行 了详细的研究?Wan学者采用实数编码遗传算法以及粒子群优化算法针对风电场 机组的优化布局进行研究?Chowdhury者采用Frandsen尾流模型进行风电场的布 局研究，考虑了风电机组叶轮直径?风电场风电机组安装台数?风电场机组型号? 风电场占地面积对风电场布局的影响?Man'a Isabel Blanc〇t64]学者以欧洲某风电 场为研究对象，建模计算了风电场的投资成本，对风电场的经济效益进行了分析，对比了海上和陆地上的风电场不同的投资差异和经济效益?ElkintontM等通过调试 整个风电场的成本函数模型，使其包含投资成本、运行成本、运维成本等，并测 试了各种不同的优化算法在求解风电场优化问题时的收敛速度和计算精度[1]。 2、考虑尾流效应的风电场风电机组布局优化分析 2.1、尾流效应原理 风从上游风电机组吹向下游风电机组时，上游风电机组会吸收一部分能量用 来发电，根据能量守恒定理，风吹过风电机组后的能量比之前减少了。风不停地吹，上游风电机组就会不停地对下游风电机组造成影响，即尾流效应[58]。尾流 效应会使风速下降、湍流增加，导致风功率下降，发电量减少同时威胁着风电机 组的安全运行[2]。图1为由 Vattenfall 公司提供的海上风电场风电机组的尾流所 形成的云雾，图片相当震撼。与上游来风相比较，风电机组下游风的能量损失可 能高达20%~30%。因此，在进行风电机组布局优化时，风电场的尾流效应是必须 要考虑的因素之一，这将是风电场经济收益达到最佳的关键。

大唐集团公司风电场集控中心建设原则

中国大唐集团公司 风电场集控中心建设原则 （征求意见稿） 2011 年9月

目录 一、建设风电场集控中心的必要性 (1) 二、建设风电场集控中心的目标和条件 (1) 三、区域集控中心的设置原则 (3) 附件：风电场集控中心的技术要求 (4)

一、建设风电场集控中心的必要性 随着集团公司风电项目开发和建设规模的发展，风电场运维管理面临项目位置分散、人员需求增长过快等困难。同时，电网对风电场运维管理的安全性、可靠性，以及对于异常信号、设备缺陷处理的准确和及时提出了更高的要求，特别需要有与之匹配的技术手 段、管理机制和系统组织方案，实现强大的告警功能和完善的监视功能。 风电场集中控制中心可以通过为上层电力应用提供服务的支撑 软件平台和为发电和输电设备安全监视和控制、经济运行提供支持 的电力应用软件，实现风电场集中数据采集、监视、控制和优化， 并且可以在线为调度和监控人员提供系统运行信息、分析决策工具和控制手段，保证系统安全、可靠、经济运行。 对风电企业自身来讲，建立集控中心是利用科技手段对区域风 电场及升压站实现“无人值班，少人值守”的一种运行管理模式， 通过远近结合，实现对各风场和受控站进行运行监视、倒闸操作、 事故异常处理、设备的巡视与维护以及文明生产等全面运行管理。同时，减少人员，提高劳动生产率。 二、建设风电场集控中心的目标和条件 1、满足现代化生产管理要求 满足电网管理的要求，使电网调度和运行人员可以对电网中的 设备状态进行监视、控制、统计、分析，制定科学合理的运行方式和检修计划，保证电网的安全运行和高质量供电。 满足负荷预测的要求，合理安排风电场的发电计划，降低电能

风电工程“优化设计、提高效率”的若干措施

中国**集团公司风电工程 优化设计、提高效率的若干措施 2012年，集团公司集中组织开展了优化设计、提高效率、降低造价专项活动。在活动中突出造价管理，完善制度标准和措施，建立完善的造价指标对标体系，工程造价得到有效控制，降低造价工作取得了显著的成绩。2013年集团公司将继续集中组织深入开展优化设计专项活动，并在活动中突出提高效率管理工作。 提高效率是一项复杂的系统工程，涉及到设计、设备采购、加工制造、安装调试、建设管理、生产运营等各方面。为进一步加强工程优化管理，建立完成统一的优化设计管理体系，推动优化设计制度化、标准化、程序化、常态化，提升工程管理的整体水平，实现项目全生命周期效益最大化，依据国家、行业和集团公司的有关规定，结合风电项目管理实际，提出了优化设计、提高效率的若干措施。 1、基本要求和原则 1. 风电项目管理工作应坚持价值思维和效益导向，强化前期、设计、招标采购、施工、调试、总结等各个阶段的策划和过程控制，重视设计优化，突出提高效率，建设造价低、工期短、质量优、效益好的精品工程。 2. 优化设计应遵循技术先进、经济合理、安全可靠、节约资源、节能减排、保护环境，全生命周期效益最大化原则。 3.各风电建设项目，应结合工程建设实际、针对工程特点，制定明确的优化设计目标和切实可行的实施细则，主要技术经济指标争取达到国内同时期、同类型机组先进水平。 4.优化设计、提高效率，要做到全覆盖、全过程、全方位、全员参与的四全管理，把集团公司优化设计、提高效率的各项技术措施、管理措施落实在工程建设的各阶段、各系统、各岗位工作中。 5.保证设备选型、系统布置的先进性，突出厂用电率、风功率曲线考核值等影响项目效益的技术经济指标。新建机组无缺陷移交生产，实现机组即投产、即稳定、即盈利、即达设计值的四即目标。

风电场风能预报智能管理系统使用手册(v2.0)

风电场风能预报智能管理系统 使用手册 北京国能日新系统控制技术有限公司 2011年11月16日

目录 目录.................................................................................................................................................I 第一章系统操作 (1) 1.1主界面 (1) 1.2用户管理 (2) 1.2.1用户登录 (2) 1.2.2用户设置 (3) 1.2.3用户注销 (5) 1.3系统设置 (5) 1.3.1风场设置 (6) 1.3.2机组型号设置 (7) 1.3.3测风塔设置 (9) 1.3.4预测设置 (11) 1.4状态监测 (13) 1.4.1系统状态 (13) 1.4.2风机状态 (14) 1.5预测曲线 (14) 1.5.1短期预测曲线 (14) 1.5.2超短期预测曲线 (16) 1.5.3风速预测 (17) 1.6气象信息 (19) 1.6.1风速曲线 (19) 1.6.2风廓线 (20) 1.6.3直方图 (20) 1.6.4玫瑰图 (21) 1.7统计分析 (22) 1.7.1完整性统计 (22) 1.7.2.频率分布统计 (23) 1.7.3误差统计 (24) 1.7.4事件查询 (26) 1.7.5综合查询 (27) 1.8报表 (28) 第二章系统维护 (30) 2.1数据库连接不上 (30) 2.2短期预测数据不显示 (30) 2.3超短期预测数据不显示 (30) 2.4接收实发功率异常 (30)