浅谈风电场设计技术经验..docx

浅谈风电场设计技术经验??? 风电场最初的设计将会对它日后的运行产生较为深刻的影响，基于陆上以及相关海上风电场的设计经验，此文将就风电场设计过程中的关键考虑因素做一探讨。??? 一旦一个场址被认为将会用于开发风电场，那么风电场的设计过程便开始了。风电场设计的基本目标是最大化电量产出，最小化资金投入和运行成本以及满足场址所需的施工要求。由于设计过程不可避免地受施工要求和成本等限制，设计目标最优化即是风险最小化，其中第一个任务环保便是提出风电场开发过程中的受限因素：??? 1．基于并网限制的最大装机容量??? 2．场址分界线??? 3．周边环境的限制，包括：道路、居民区、高架线等（其中居民区包括噪音影响、视觉影响、叶片转动产生的阴影闪烁等）??? 4．风机供应商所提出的风机最小间隔??? 5．风电场场址的通信信号限制?上述受限因素可能随着与各方讨论协商的进程而会有所调整，但风电场预设计是必不可少的。依据预设计的要求，风电场装机容量应当遵从12 MW/km2这个范围。考虑到风电场预布局，风电机组大小应当作为首要考虑因素。但是由于风机选型通常在风机供应商确定之后才能进行，因此在风电场预布局阶段，要么一律采用“普通的”风电机组，按照叶轮直径和轮毂高度区分风机大小，要么进行多次风电场预布局，每一次均采用特定的风电机组。??? 考虑到影响风机装机位置的因素，这些因素包括有最优化电量产出、视觉、噪音影响和风机载荷等。???? 最优化电量产出??? 一旦一个风电场的受限因素得到确定，那么风电场布局，也可以称之为风电场微观选址，将能得以实施。对于大多数风电项目来说，一个风电场的电量产出要比基础设施投入具有更高的经济敏感度，因此风电场布局应当将电量产出作为首要考虑参数。风电场具体设计一般采用WFDT软件，即“风电场设计工具”。因此如果就现有风电场已经分析出了一个风资源领域，那么风电场布局模型将能得以建立，并且可以预测电量产出以及相关的环境因素。??? 对于大型风电场来说，人工进行风电场布局比较不切实际，一般都会采用WFDT软件进行最优化电量产出的计算。计算电量产出的过程通常需要很多次的反复才能达到优化的结果，但即使结果只多出了1%的电量也是值得的，因为风电场基础设施投入的资金数目基本不会发生变化。使用WFDT软件进行风电场布局的过程中也会将噪音影响和视觉影响因素考虑其中。??? WFDT软件依据风电场规模、风机类型和轮毂高度等参数可以设计多套方案，并且这些方案的投资回报率等财务数据也能够即时计算并反馈。下图可见一例典型的使用WFDT软件所做的风电场布局节能演示。???　　视觉影响??? 在许多国家陆上风电场所造成的视觉影响是一个很重要的议题，尤其是在那些人口密集度很高的地区。使用计算设计软件可以计算出相关的视觉影响区域（ZVI）或者是视觉足迹（visibility footprint）。通常来讲，如果从所处位置可以看到风机的半个轮毂或整个轮毂或单个叶片尖的话，还不足以称该风电场节能环保已经产生了视觉影响。在风电场布局的过程中，一般会采用单面线框模式绘制地形图，用以凸显指定角度所看到的风电场的视觉效果，如下图所示。该效果图也可以进一步以蒙太奇照片的形式展现，蒙太奇照片中从指定角度所看到的风电机组被有层理地排列。????? 对于大型风电机组来说，其运转速度会慢于比其规模小的风电机组，那么从影响风电场视觉外观的角度考虑，拥有较少大型风电机组的风电场会比拥有较多小规模风电机组的风电场更受欢迎。另外还有一点，规则的或直线型的风电场布局会比不规则的风电场布局受欢迎。　　噪音影响??? 在人口密集度高的国家，有些时候噪音影响会限制某些地区的风电场装机容量。近几年来随着制造技术的进步，风电机组运转时所产生的噪音已经得到了较大程度上的改善，但它仍会阻碍风电场的发展。主要体现在两个方面：首先，不像大多数传统行业，风电机组通常都安装在偏远地区，其背景噪音水平很低，尤其是晚间。当风速处于风电机组运转范围的低端时，背景噪音处于最低水平，那时风电机组所发出的噪音最为明显。其次，风电机组的噪音主要来源于叶尖、叶片尾缘、齿轮箱还有发电机，并且这些噪音不仅不会被屏蔽，还会逐渐增强。??? 风电机组制造商通常会提供噪音等级认证，目前在国际上通用的相关标准是“风电机组发电机系统：噪音测试技术”（IEC61400）。此标准是通过考虑噪音传播模式时计算极端条件下的预期噪音水平，通常是在离风电机组最近的居民区节能处，计算的结果与可接受的噪音水平，即法定的噪音水平作比较。类似的标准还有ISO9613-2。此外，风电机组制造商也可以提供风电机组所发噪音等级的保证书。　　风机载荷??? 为了确保风电机组运转满足其设计条件，风电机组供应商应当规定其最小可接受的风机间距。间距设计主要依赖当地地形以及绘