風電工程設計中的重要環節及應注意的問題

李慶慶 王家元

摘要：作為風電場建設的一個十分重要的環節，風電工程設計的合理性直接關系著風電場建設的質量。而要想保證風電場建設的質量，就必須要高度重視風電場的選址。本文就針對風電工程設計中的重要環節以及需要注意的問題進行了具體的研究。

關鍵詞：風電工程;設計;重要環節;注意;問題

近幾年，隨著全球礦產資源數量的逐漸減少，風力發電的方式也開始受到了各方面的關注，作為人口大國，我國政府也開始注意到了風力發電這種經濟節能的方式。我國政府已經明確做出指示，要重視太陽能、風能等可再生資源的開發和使用。而隨著我國風電場數量的逐年增加，風電場建設的選址、開發策略、開發的方式等也開始受到了電力企業的關注，本文就對此進行具體的研究。

1風電工程的選址原則

1.1風電工程宏觀選址的基本原則

第一，要選擇風能資源豐富的地區。風電工程選擇的地址需要具有較高的風速，一般情況下每秒的風速一般不得小于5米，每立方米的風功率密度必須要高于150W[1]。所選地區的風向需要盡可能地保持穩定，提升機組布置位置的效率。一天的不同時段的風速變化和一年不同季節的風速變化要盡可能地保持穩定，降低風電對電網產生的不利影響。

第二，風電場的建設位置的選擇一定要充分考慮國家的長期發展規劃，符合國家制定的產業政策。

第三，要能夠充分滿足并網的需要。風電場的選址距離電網不宜太遠，降低電能輸送過程中電路的磨損以及電力輸送的成本。要考慮到電網的結構和容量，風電場的規模要符合當地的實際情況，切忌貪多求大，造成資源的浪費。

第四，要方面施工和交通工具的通行。風電場的選址必須要具備良好的交通條件，施工設備、風電機組、施工需要的其他材料、設備都要通過交通工具運輸進場，因此必須要保證材料運輸的相關車輛能夠正常通行。場內要有施工材料、設備存放的條件，進而保證工程能夠順利開展。

第五，要有較高的投資回報率。

第六，工程的建設不能以破壞環境為代價，要在保護好環境的基礎上進行風電工程建設。

1.2風電工程微觀選址的基本原則

風電機組的布置要盡量集中，盡可能的減少風電場的占地面積。采取集中布置風電場的方式，盡可能地縮短場內道路和電纜的長度，節約工程的成本，降低在電力傳輸過程中線損的速度。

2并網風電機型的選擇

2.1并網風電機型選擇的基本原則

第一，要符合風電場當地的氣候條件?！讹L力發電機組安全要求》根據風力發電機組所在地區的年平均風速、年最大風速、湍流強度等指標將風電機組劃分成了4個安全等級，針對特殊的設計還特別劃分出了一個S級[2]。在選擇并網風電機型的過程中，必須要考慮到風電場選址的安全等級，此外，還需要考慮到當地的氣候條件，北方地區可以考慮選用低溫型機組，南方地區則可以考慮選用標準型機組。而在沿海地區，由于氣候比較濕潤，在選擇風電機型的時候還需要考慮到絕緣和防腐等方面的問題。

第二，要滿足風電場址的交通運輸問題。

第三，要能夠滿足風電機組的未來發展要求。在選擇并網風電機型的過程中，要盡量選擇使用了變漿變速技術的機型，單機需要有較大的容量，這樣，在滿足當地用電量需求的前提下，盡可能地減少風電機組的數量，縮小風電場的面積，進而有效地降低風電場的建設成本。

第四，風電機型的價格也是工程設計人員必須要考慮的一個十分重要的因素。價格主要包括風電機組整體以及相關的配套設備的支出，價格過高，會直接抬高工程的造價，價格過低，要考慮設備的質量。

第五，售后問題。要綜合考量其他用戶對廠家售后的評價，看廠家是否有專門負責售后服務的部門。

2.2并網風電機型選擇的步驟以及需要注意的問題

第一，要考慮到當地的氣候條件，很據當地的氣候情況確定備選機型。

第二，在正式確定備選機型之前，可以使用WASP軟件對發電量進行初步的估算，看發電量能否滿足當地以及周邊地區的用電需求。

第三，要做好備選機型以及相應配套機型的預算，計算發電量以及投入的產出比。

3對風電場的上網電量進行計算的方法

3.1對風電場標準狀態下的理論發電量進行計算

現階段，風電機組的發電量一般情況下都是使用WASP軟件進行估算，按照適當比例進行折減之后就是風電場的上網電量。在正式開始計算之前，需要做好以下的準備工作：

第一，要準備好數字化地圖。地圖邊界距離任意發電機組的距離不得小于5千米，而如果機位附近有水源，則距離不得少于10千米，盡可能地保證計算的精度[3]。

第二，側風站測量出來的風向、風速、高度等都需要根據實際情況進行必要的修正。

第三，要提前和風電機組的廠家取得聯系，明確選定機型的推力曲線、功率曲線。

第四，風電場范圍內的障礙物的體積?？紫堵?、位置等都會影響發現的速率。

做好以上幾項工作之后，就可以對風電場年理論發電的數量進行測算。

3.2在計算風電場上網電量的過程中需要注意的問題

第一，在輸入粗糙度線的過程中，要盡可能地從西方的位置開始輸入。此外，輸入完畢之后，要對輸入的粗糙度線進行檢查，保證輸入的粗糙度線是閉合的狀態。

第二，地圖的大小要合理。要保證圖幅的面積，在輸入等高線的過程中一定要認真進行檢查，防止出現等高線交叉的問題，此外，輸入的等高線必須要是閉合的狀態，尤其要將山脊和山峰的高程標注出來。

第三，可以利用軟件進行尾流影響的修正。如果使用的是WASP8.0以上的版本，技術人員就可以直接利用軟件測算尾流影響的系數，在此技術上對標準電量進行折減，而對于尾流修正的工作，也可以直接通過軟件來進行。

第四，要對空氣的密度進行必要的修正。由于風電場地區的空氣密度和和普通地區的空氣密度普遍存在較大的差異，因此在對風電場的上網電量進行計算的過程中，需要對空氣的密度的進行必要的修正，才能有效地提升計算的精度。

4 結語

綜上所述，風電工程設計是一項十分復雜的工作，設計人員在設計的過程中不僅要考慮到宏觀的問題，在細節的問題上也需要給予更多的關注。本文結合實際的工作經驗，提出了一些在設計過程中應該注意的問題，希望能為各位同仁提供一些參考。

參考文獻：

[1]張吉薇.風電項目設計質量管理研究[D].華北電力大學，2015.

[2]楊德清，喬兵，李威杰，王景濤，王強.風電工程可研階段設計策劃的幾點總結[J].風能，2014（03）：54-57.