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论风电场风力发电机组选型

摘要：风电场建设中风力发电机组设备的投资在建设投资中占有相当大的比

重，因此，风力发电机组选型是风电场建设至关重要的问题。风力发电机组选型

的合适与否直接关系到项目的投资效益，甚至关系到项目投资的成败。因此，优

选出技术经济条件最好的风力发电机组是构成一个优秀风电场的基础。

关键词：风力发电机组；选型；技术经济

目前风电场风力发电机组选型的思路和步骤大致如下：第一，根据风电场主

要风况参数，确定风电机组安全等级；第二，根据风电机组安全等级、机型成熟

度、单机容量等，初步选定若干机型；第三，进行不同风电机组生产企业、不同

单机容量的技术经济比选，最终确定适宜机型；第四，针对选定机型，进行不同

轮毂高度比选，确定最佳轮毂高度。

1确定风电机组安全等级

如果风电机组安全等级确定过高，会造成风能资源利用的浪费，而如果定的

过低，则会影响风电机组的安全和寿命。风电机组安全等级主要通过分析平均风

速、50年一遇10min最大风速、湍流强度三项参数来确定。

（1）年平均风速

年平均风速的大小将主要影响风力发电机组的疲劳载荷。机组选型时，应采

用多个软件进行风电场的风速模拟，并进行相互对比；同时，在补图和多塔利用

的基础上，考虑周围风电场的风机点位，将其加入模型中进行计算，来综合确定

风电场各机位处的风速大小。

（2）50年一遇10min最大风速

受极端气候因素影响，有些年份会出现极端风况，其风速远远大于正常的风

速，将可能带来破坏性影响。在风力发电机组选型过程中，最大风速是必须考虑

的因素。

首先，我们根据测风塔实测数据，通过采用相应方法，推算出了各测风塔处

高层的50年一遇最大或极大风速，从而对整个风电场的极端风速有一个整体掌

握。

测风塔处50年一遇最大风速计算主要采用以下方法：

a.采用附近气象站的长期历年最大风速资料进行频率计算，并通过风电场现

场实测资料与气象站资料的相关关系推算风电场的50年一遇最大或极大风速。

b.利用WindPRO进行50年一遇极大风速计算。

c.1.25倍一年一遇10min最大风速法：V最大(Z)=0.8V最大(Z)，

e1e50

式中：V最大为1年一遇的最大风速；V最大为50年一遇的最大风速；Z为

e1e50

参考风速高度。

各拟选机位处的50年一遇最大风速计算主要采用以下方法:

a.利用WAsPEngineering2.0进行50年一遇极大风速计算。

b.利用WindSim软件进行50年一遇极大风速计算。

c.在中纬度地区，V和V存在关系V/V=5，其中V即是50年一遇的最

refaverefaveref

大l0min平均风速，Ve是年平均风速。

av

以上方法中，根据风电场实际情况、收集数据特点，至少选择一种方法为主

要方法，其他作为参考和验证依据。

全国风压图和利用WAsPEngineering进行50年一遇极大风速计算（示例）

利用WindSim和WindPRO软件进行50年一遇极大风速计算（示例）

（3）湍流强度

湍流强度影响机组出力及载荷，过大的湍流强度将缩短机组使用寿命。在机

组选型时，应综合考虑环境、风电场地形及机位布置等因素来确定机组实际湍流

强度值，包括有效湍流强度、风电场环境标准差等。

湍流强度计算时，应做到以下几点：采用10min数据进行湍流强度统计；选

用多年数据；实用实测数据；针对部分实测数据中错误数据较多的情况，应对其

进行相应剔除后再进行湍流强度计算，防止了湍流强度计算结果偏差；针对逐台

机位，进行湍流强度模拟。

利用WindSim软件进行逐台风机湍流和安全等级计算（示例）

2风电机组机型初步选择

根据风电场风能资源条件、风况特征以及风电场所在区域的特殊情况，结合

行业要求、电