【正文】 風(fēng)電場區(qū)及周圍 5km 半徑范圍內(nèi)其地形高度差小于 5m，同時地形最大坡度小于 3176。在利用 WAsP軟件進行風(fēng)能資源評估分析計算時，海拔的高度間接對風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電量的計算驗證起重要作用 第三節(jié) 風(fēng)電場微觀選址 微觀選址是在宏觀選址中選定的小區(qū)域中確定如何布置風(fēng)力發(fā)電機組，使整個風(fēng)電場具有較好的經(jīng)濟效益。 13. 溫度、氣壓、濕度 XX 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 7 溫度、氣壓、濕度的變化會引起空氣密度的變化從而改變了風(fēng)功率密度，由此改變風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。另外，考慮風(fēng)電場對人類生活等方面的影響如風(fēng)力發(fā)電機組運行會產(chǎn)生噪聲及葉片飛出傷人等，風(fēng)電場應(yīng)遠離人口密集區(qū)。要有詳細的反映該地區(qū)的水文地質(zhì)資料并依照工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行評定。如多山丘區(qū)、密集樹林區(qū)、開闊平原地、水域或兼有等。如設(shè)備運輸、裝備、備件運送等。但是，在選址時，有時不可避免地要將風(fēng)力發(fā)電機組安裝在這些地區(qū)，此時，在進行風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計時就應(yīng)將這些因素考慮進去，要對歷年來出現(xiàn)的冰凍、沙暴情況XX 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 6 及其出現(xiàn)的頻度進行統(tǒng)計分析，并在風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計時采取相應(yīng)措施。 災(zāi)害性天氣包括強風(fēng)暴（ 如強臺風(fēng)、龍卷風(fēng)等）、雷電、沙暴、覆冰、鹽霧等，對風(fēng)力發(fā)電機組具有破壞性，如強風(fēng)暴沙暴會使葉片轉(zhuǎn)速增大產(chǎn)生過發(fā)，葉片失去平衡而增加機械磨擦導(dǎo)致機械部件損壞，降低風(fēng)力發(fā)電機組使用壽命，嚴(yán)重時會使風(fēng)力發(fā)電機組破壞；多雷電區(qū)會使風(fēng)力發(fā)電機組遭受雷擊從而造成 風(fēng)力發(fā)電機組毀壞；多鹽霧天氣會腐蝕風(fēng)力發(fā)電機組部件從而降低風(fēng)力發(fā)電機組部件使用壽命；覆冰會使風(fēng)力發(fā)電機組葉片及其測風(fēng)裝置發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，從而改變了葉片翼型，由此改變了正常的氣動力出力，減少風(fēng)力發(fā)電機組出力，葉片積冰會引起葉片不平衡和振動，增加疲勞負(fù)荷，嚴(yán)重時會改變風(fēng)輪固有頻率，引起共振，從而減少風(fēng)力發(fā)電機組壽命或造成風(fēng)力發(fā)電機組嚴(yán)重?fù)p壞；葉片上的積冰在風(fēng)力發(fā)電機組運行過程中會因風(fēng)速、旋轉(zhuǎn)離心力而甩出，墜落在風(fēng)力發(fā)電機組周圍，危及人員和設(shè)備自身安全，測風(fēng)傳感器結(jié)冰會給風(fēng)力發(fā)電機組提供錯誤信息從而使風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn) 生誤動作，等等。 4. 風(fēng)力發(fā)電機組高度范圍內(nèi)風(fēng)垂直切變要小 風(fēng)力發(fā)電機組選址時要考慮因地面粗糙度引起的不同風(fēng)速廓線，當(dāng)風(fēng)垂直切變非常大時，對風(fēng)力發(fā)電機組運行十分不利。一般來說，根據(jù)氣候和地理特征，某一地區(qū)基本上只有一個或兩個盛行主風(fēng)向且?guī)缀醴较蛳喾矗@種風(fēng)向?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機組排布非常有利，考慮因素較少，排布也相對簡單。因此如何選擇有利的氣象條件，力求最大限度發(fā)揮風(fēng)力發(fā)電機組效益，有著重要的意義。但是，風(fēng)能應(yīng)用實際工作中，首先應(yīng)予考慮的是如何選擇好風(fēng)力發(fā)電機組的安裝場地。 用時間 年 風(fēng)能可利用時間是指一年中風(fēng)力發(fā)電機組在有效風(fēng)速范圍（一般取3~25m/s）內(nèi)的運行時間。風(fēng)功率密度的計算可依據(jù)該地區(qū)多年的氣象站數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)販y風(fēng)設(shè)備的實際測量數(shù)據(jù)進行；也可利用 WAsP 軟件對風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)進行精確的分析處理后計算。風(fēng)能資源的統(tǒng)計分析及年平均風(fēng)速的計算要依據(jù)該地區(qū)多年的氣象站數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)販y風(fēng)設(shè)備 的實際測量數(shù)據(jù)進行（氣象資料數(shù)據(jù)要統(tǒng)計 30 年以上的數(shù)據(jù)，至少 10 年的每小時或每 10min 風(fēng)速數(shù)據(jù)表，采樣間隔為 1m/s；現(xiàn)場測風(fēng)設(shè)備的實際測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計方式要與氣象站提供數(shù)據(jù)相一致，統(tǒng)計時間為至少 1 年）。由于風(fēng)的隨機性，計算時一般按年平均來進行計算。只有對風(fēng)能資源進行詳細細致的考察評估并對其進行處理計算，才能了解當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)勢風(fēng)況。 二、風(fēng)能資源評估參數(shù) 建設(shè)風(fēng)電場，選定合適的場址是至關(guān)重要的。 一般， 測風(fēng)方案依選址的目的而不同，若是要求在選定區(qū)域內(nèi)確定風(fēng)電場場址，則可以采用臨時方案，安裝一個或幾個單層安裝測風(fēng)儀的臨時塔。氣壓和溫度，每個風(fēng)電場場址只需安裝一套氣壓傳感器和溫度傳感器，其塔上安裝高度為 2~3m。在選擇位置時應(yīng)充分考慮地形和障礙物影響。 為進行精確的風(fēng)力發(fā)電機組微觀選址，現(xiàn)場所安裝測風(fēng)塔的數(shù)量一般不能少于 2 座。內(nèi)容包括風(fēng)速、風(fēng)向的統(tǒng)計值和溫度、氣壓。有關(guān)風(fēng)電場宏觀選址見本章第二節(jié)。有關(guān)風(fēng)功率密度級及風(fēng)能可利用區(qū)的劃分方法見第一章第三節(jié)。 一、 風(fēng)能資源評估步驟 對某一地區(qū)進行風(fēng)能資源評估，為風(fēng)電場建設(shè)項目前期所必須進行的重要工作。風(fēng)能資源的評估是建設(shè)風(fēng)電場成敗的關(guān)鍵所在。風(fēng)電場的規(guī)劃設(shè)計，屬風(fēng)電場建設(shè)項目的前期工作，需要綜合考慮許多方面，包括風(fēng)能資源的評估、風(fēng)電場的選址、風(fēng)力發(fā)電機組機型選擇和設(shè)計參數(shù)、裝機容量的確定、風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機組微觀選址、風(fēng)電場聯(lián)網(wǎng)方式選擇、機組控制方式、土建及電氣設(shè)備選擇及方案確定、后期擴建可能性、經(jīng)濟效益分析等因素。其中，對風(fēng)能資源進行精確的評估，則直接關(guān)系到風(fēng)電場效益，是風(fēng)電場建設(shè)成功與否的關(guān)鍵。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷完善，根據(jù)國內(nèi)外大型風(fēng)電場的開發(fā)建設(shè)經(jīng)驗，為保證風(fēng)力發(fā)電機組高效率穩(wěn)定地運行，達到預(yù)期目的，風(fēng)電場場址必須具備有較豐富的風(fēng)能資源。風(fēng)能資源評估分如下幾個階段： 、整理分析 從地方各級氣象臺、站及 有關(guān)部門收集有關(guān)氣象、地理及地質(zhì)數(shù)據(jù)資料，對其進行分析和歸類，從中篩選出具代表性的完整的數(shù)據(jù)資料。 風(fēng)電場宏觀選址遵循的原則一般是，應(yīng)根據(jù)風(fēng)能資源調(diào)查與分區(qū)的結(jié)果，選擇 最有利的場址，以求增大風(fēng)力發(fā)電機組的出力，提高供電的經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和可靠性；最大限度地減少各種因素對風(fēng)能利用、風(fēng)力發(fā)電機組使用壽命和安全的影響；全方位考慮場址所在地對電力的需求XX 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 2 及交通、電網(wǎng)、土地使用、環(huán)境等因素。 一般，氣象臺、站提供的數(shù)據(jù)只是反映較大區(qū)域內(nèi)的風(fēng)氣候，而且，數(shù)據(jù)由于儀器本身精度等問題，不能完全滿足風(fēng)電場精確選址及風(fēng)力發(fā)電機組微觀選址的要求。這通過在場區(qū)設(shè)立單個或多個測風(fēng)塔進行。若條件許可，對于地形相對復(fù)雜的地區(qū)應(yīng)增至 4~8 座。如果測風(fēng)塔必須位于 障礙物附近，則在盛行風(fēng)向的下風(fēng)向與障礙物的水平距離不應(yīng)少于該障礙物高度的 10 倍處安置；如果測風(fēng)塔必須設(shè)立在樹木密集的地方，則至少應(yīng)高出樹木頂端 10m。 測風(fēng)設(shè)備的安裝和管理應(yīng)嚴(yán)格按氣象測量標(biāo)準(zhǔn)進行。該塔可以是固定的，也可以是移動的，測風(fēng)儀應(yīng)安裝在 lorn 和大約風(fēng)力發(fā)電機組輪轂高度處（ 30m~70m）；若測風(fēng)的目的是要對風(fēng)電XX 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3 場進行長期風(fēng)況測量及對風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機組進行產(chǎn)量測算，則應(yīng)采用設(shè)立多層測風(fēng)塔長期測量有關(guān)數(shù)據(jù)，測風(fēng)儀應(yīng)安裝在 10m、 30m、 50m、70m 高度甚至更高。場址選擇的正確與否將直接關(guān)系到許多方面的因素，近則運輸、施工、安裝及環(huán)境等方面，遠則將來的風(fēng)力發(fā)電機組出力及產(chǎn)量至風(fēng)電場效益。風(fēng)能資源分析評估是設(shè)計選擇建 設(shè)風(fēng)電場首要的條件。年平均風(fēng)速是全年瞬時風(fēng)速的平均值。 由風(fēng)能公式可知，風(fēng)功率密度只和空氣密度和風(fēng)速有關(guān)，對于特定地點，當(dāng)空氣密度視為常量時，風(fēng)功率密度只由風(fēng)速決定。 XX 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 4 風(fēng)向及其變化范圍決定風(fēng)力發(fā)電機組在風(fēng)電場中的確切的排列方式，風(fēng)力發(fā)電機組的排列方式很大程度地決定各臺風(fēng)力發(fā)電機組的出力，從而決定風(fēng)電場的發(fā)電效率，因此，主要盛行風(fēng)向及其變化范圍要精確。一般年風(fēng)能可利用小時數(shù)大于 2020h 的地區(qū)為風(fēng)能可利用區(qū)。場址選擇的好壞，對能否達到風(fēng)能應(yīng)用所要達到的預(yù)期目的及達到的程度，起著至關(guān) 重要的作用。本節(jié)主要從氣象角度考慮如何進行風(fēng)電場選址。但是，也有這種情況，就是雖然風(fēng)況較好，但沒有固定的盛行風(fēng)向，這對風(fēng)力發(fā)電機組排布尤其是在風(fēng)力發(fā)電機組數(shù)量較多時帶來不便，這時，就要進行各方面綜合考慮來確定最佳排布方案。 由于風(fēng)是隨機的，加之場地表面粗糙的地面和附近障礙物的影響，由此產(chǎn)生的無規(guī)則的湍流會給風(fēng)力發(fā)電機組及其出力帶來無法預(yù)計的危害：減小了可利用的風(fēng)能；使風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn)生振動；葉片受力不均衡，引起部件機械磨損，從而縮短了風(fēng)力發(fā)電機組的壽命，嚴(yán)重時使葉片及部分部件受到 不應(yīng)有的毀壞等等。此外，由于冰凍和沙暴，會使測風(fēng)儀器的記錄出現(xiàn)誤差。 要考慮電網(wǎng)現(xiàn)有容量、結(jié)構(gòu)及其可容 納的最大容量，以及風(fēng)電場的上網(wǎng)規(guī)模與電網(wǎng)是否匹配的問題；風(fēng)電場應(yīng)盡可能靠近電網(wǎng)，從而減少電損和電纜鋪設(shè)成本。 通常，風(fēng)電場對動物特別是對飛禽及鳥類有傷害，對草原和樹林也有些損害。地形單一，則對風(fēng)的干擾低，風(fēng)力發(fā)電機組無干擾地運行在最佳狀態(tài)；反之，地形復(fù)雜多變，產(chǎn)生擾流現(xiàn)象嚴(yán)重，對風(fēng)力發(fā)電機組出力不利。 從長遠考慮，風(fēng)電場選址要遠離強地震帶、火山頻繁爆發(fā)區(qū)，以及具有考古意義及特殊使用價值的地區(qū)。有關(guān)規(guī)范規(guī)定風(fēng)力發(fā)電機組離居民區(qū)的最小距離應(yīng)使居民區(qū)的噪聲小于 45dB（ A），該噪聲可 被人們所接受。在收集氣象站歷年風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)資料及進行現(xiàn)場測量的同時應(yīng)統(tǒng)計溫度、氣壓、濕度。一般，風(fēng)電場選址研究需要兩年時間，其中現(xiàn)場測風(fēng)應(yīng)有至少一年以上的數(shù)據(jù)。實際上，對于周圍特別是場址的盛行風(fēng)的上（來）風(fēng)方向，沒有大的山丘或懸崖之類的地形，仍可作為平坦地形來處理。當(dāng)氣流流過障礙物時，由于障礙物對氣流的阻礙和遮蔽作用，會改變氣流的流動方向和速度。 由于氣流流過障礙物時，在障礙物的下游會形成尾流擾動區(qū)，然后逐漸衰弱。作為一般法則，障礙物的寬度 b 與高度 h 比 b/A≤5 時，在障礙物下風(fēng)方向可產(chǎn)生 20 倍障礙物高度 h 的強的擾動尾流區(qū)，寬度比越小減弱越快，寬度 b 越大，尾流區(qū)越長。因此如果必須在這個區(qū)域內(nèi)安裝風(fēng)力發(fā)電機組，則風(fēng)力發(fā)電機組安裝高度至少應(yīng)高出地面 2 倍障礙物高度。 二、復(fù)雜地形 復(fù)雜地形是指平 坦地形以外的各種地形，大致可以分為隆升地形和低凹地形兩類。但如果了解了典型地形下的風(fēng)力分布規(guī)律就有可能進一步分析復(fù)雜地形下的風(fēng)電場分布。新疆阿拉山口風(fēng)區(qū)，屬中國有名的大風(fēng)區(qū)，因其地形的峽谷效應(yīng)，使風(fēng)速得到很大的增強。這種盛行風(fēng)向是指大地形下的盛行風(fēng)向，而不能按山谷本身局部地形的風(fēng)向確定。另一方面，由于地形變化劇烈，所以會產(chǎn)生強的風(fēng)切變和湍流，在選址時應(yīng)該注意。同時山丘本身又相當(dāng)于一個巨大的塔架，是比較理想的風(fēng) 力發(fā)電機組安裝場址。應(yīng)避免在整個背風(fēng)面及山麓選定場址，因為這些區(qū)域不但風(fēng)速明顯降低，而且有強的湍流。 從上面對復(fù)雜地形的介紹及分析可以看出，雖然各種地形 風(fēng)速變化有一定的規(guī)律，但做進一步的分析還存在一定的難度，因此，應(yīng)在當(dāng)?shù)亟y風(fēng)塔，利用實際風(fēng)和測量值來與原始氣象數(shù)據(jù)比較，作出修正后再確定具體方案。如果排列過密，風(fēng)力發(fā)電機組間 的相互影響將會大幅度地降低排列效率，減少年發(fā)電量，并且產(chǎn)生的強紊流將造成風(fēng)力發(fā)電機組振動，惡化受力狀態(tài)；反之，如果排列過疏，不但年發(fā)電量增加很少，而且增加了道路、電纜等投資費用及土地利用率。根據(jù)國外進行的試驗，風(fēng)力發(fā)電機組間距離為其風(fēng)輪直徑 的 10 倍時，風(fēng)力發(fā)電機組效率將減少約20%~30%， 20 倍距離時無任何影響。 對復(fù)雜地形 如山區(qū)、山丘等，不能簡單地根據(jù)上述原則確定風(fēng)力發(fā)電機組位置，而是根據(jù)實際地形，測算各點的風(fēng)力情況后，經(jīng)綜合考慮各方因素如安裝、地形地質(zhì)等，選擇合適的地點進行風(fēng)力發(fā)電機組安裝。 WAsP 是由丹麥國家實驗室風(fēng)能應(yīng)用開發(fā)部開發(fā)出來的風(fēng)能資源分析處理軟件，主要用于對某地風(fēng)能資源進行評估，正確地選擇風(fēng)電場場址。 2. WAsP 的輸入數(shù)據(jù) 1）氣象數(shù)據(jù)輸入 應(yīng)提供 3 年以上的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，最少 1 年，由當(dāng)?shù)貧庀笈_、站提供。 WAsP 將風(fēng)向數(shù)據(jù)歸類劃分到 0176。~30176。依地形條件，粗糙度依不同地形層次可以分為若干等級，在一定距離內(nèi)，地表面越復(fù)雜，或粗糙度變化層次越多，則粗糙度越大，對風(fēng)的影響就越大。例如，某一個扇區(qū)地形的四個分區(qū)內(nèi)的粗糙等級分別是 0、 0、 3，即在這個扇區(qū)內(nèi)的地形粗糙度等級 0出現(xiàn)的次數(shù)為 2，粗糙度等級 2 和 3 出現(xiàn)的次數(shù)分別為 1，則其 ZOR為；同理，當(dāng)粗糙等級分別是 3 時，則其 ZOR為 。為便于計算，一般將障礙物近似視為具有一定長度、寬度和高度的矩形物來考慮。 4）復(fù)雜地形數(shù)據(jù)輸入 復(fù)雜地形對風(fēng)的影響可以由高靈敏度的 “ 上升式 ”極坐標(biāo)網(wǎng)表示并輸入。 由此可知， WAsP 可以充分估算出某一給定點的風(fēng)能資源情況，對風(fēng)電場選址及風(fēng)力發(fā)電機組排列有重要指導(dǎo)意義。當(dāng)驗證風(fēng)力發(fā)電機組排布是否合理，哪一種排布方式最理想時，可利用丹麥國家實驗室開發(fā)的繼風(fēng)能資源分析處理軟件 WAsP 之后的 PARK 軟件（風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機組尾流計算及最佳排列計算軟件）或英國 GH有限公司開發(fā)的 WindFarmer軟件（風(fēng)電場設(shè)計和優(yōu)化軟件）進行。在國外，尤其在歐洲國家，已得到了廣泛應(yīng)用。在前期工作中，項目建議書的作用主要體現(xiàn)在三個方面： 。項目建議書經(jīng)過批準(zhǔn)，項目才能列入長期計劃和前期工作計劃。 ，在項目建議書批準(zhǔn)后，方可開展對外工作。因此，其工作依據(jù)主要是國民經(jīng) 濟和社會發(fā)展的長遠規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃、地區(qū)規(guī)劃、技術(shù)進步的方針、國家產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)裝備政策、生產(chǎn)力布局狀況、自然資源狀況等宏觀信息資料，以及同類已建風(fēng)電場項目的有關(guān)數(shù)據(jù)和其他經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 XX 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 15 在編制風(fēng)電場項目 建議書階段需要運用和計算的指標(biāo)不多，而且大多采用靜態(tài)指標(biāo)，對一般數(shù)據(jù)的精度要求不高。 基本內(nèi)容： 1） 投資項目的必要 性和依據(jù)； 2） 擬建規(guī)模和建設(shè)地點的初步設(shè)想； 3） 資源