【文章內容簡介】 ，同時得益于國家對新興能源和環(huán)境保護方面的重視和投入以及大理風力資源開發(fā)的成功先例，使得可以進一步開發(fā)利用云南大理風能資源成為可能，同云南的光伏發(fā)電項目形成互補不僅可以減輕旱情所帶來的電力資源緊張的局面，而且也很好的完成了西電東送的任務，保證了經濟發(fā)展穩(wěn)定性與可持續(xù)性。在風電場建設之前,、風電場年發(fā)電量以及風電場對周圍環(huán)境等的影響。風電場微觀選址工作涉及了氣象、地質、交通、電力等諸多領域，(一) 資料分析法首先搜集初選風電場址周圍氣象臺站的歷史觀測數據,主要包括：海拔高度、風速及風向、平均風速及最大風速、氣壓、相對濕度、年降雨量、氣溫及端最高最低氣溫以及災害性天氣發(fā)生頻率的統(tǒng)計結果等。此外還應在初選場址內建立測風塔,并進行至少1年以上的觀測，主要測量10m70m/100m的10分鐘平均風速和風向、日平均氣溫、日最高和最低氣溫、日平均氣壓以及10分鐘脈動風速平均值。這些風速的測量主要是為了根據風機功率曲線計算發(fā)電量,并計算場址區(qū)域的地表動力學摩擦速度。對測風塔數據進行整理分析，并將附近氣象臺站觀測的風向風速數據訂正到初選場址區(qū)域。分析氣象觀測數據及場址地表特征，根據以下條件判斷初選區(qū)域是否適宜建立風電場：1. 初選風電場地區(qū)風資源良好，風速年變化相對較小，30m高度處的年有效風力時數在6000小時以上，風功率密度達到250W/m2以上。2. 初選場址全年盛行風向穩(wěn)定，主導風向頻率在30%以上。風向穩(wěn)定可以增大風能的利用率、延長風機的使用壽命。3. 初選場址湍流強度要小，湍流強度過大會使風機振動受力不均，降低風機使用壽命，甚至會毀壞風機。4. 初選場址內自然災害發(fā)生頻率要低，對于強風暴、沙塵暴、雷暴、地震、泥石流多發(fā)地區(qū)不適宜建立風電場。5. 所選風電場內地勢相對平坦，交通便利，風電上網條件較好，并最好遠離自然保護區(qū)、人類居住區(qū)、候鳥保護區(qū)及候鳥遷徙路徑等?！　?二) 實際調研以上方法主要針對條件較好區(qū)域,如果某些地區(qū)缺少歷史測風數據，同時地形復雜，不適宜通過臺站觀測數據來訂正到初選場址，可以通過如下方法對場址內風資源情形進行評估：地形地貌特征判別法、植物變形判別法、風成地貌判別法、當地居民調查判別法。2．大理下關風能考察情況2001年初．大理市政府決定在高速公路大理站人口處建造象征大理風城標志的風車。要求氣象部門提供擬建風車點的主導風向風速。幾十年一遇的極大風速以及該點l0米、20米、30米高度的最大風壓值。根據下關四季風的特點和有關小氣候理論。我們進行實地觀測考察．用全概率公式訂正出多年盛行風向。用超短序列訂正出多年平均風速。用對數模式求出不同高度風速比值，換算出不同高度的風速。從而求出不同高度的基本風壓?？疾旒夹g思路擬建風車點雖離州氣象局(以下稱基本站1的直徑距離僅在1000米左右，但地形特殊。其南部和西部都具有峽谷風的地形特征，周圍有不同高度的建筑屋．地形風的特點較為明顯。不能直接用基本站資料計算該工程所需數據。為了分析和突出考察地段的小氣候特征我們選擇基本站與擬建風車點同時設點進行對比觀測。在基本站離地l0米(房屋全超出2米，2米處失去意義不觀測1與考察點2米、l0米，2l米(以屋頂高度而定)每天三次定時觀測(08時、l4時、20時)，同時在考察點附近的西邊和南邊各選擇一塊相對標準地段同樣高度的觀測點，作為對照點進行平行觀測，其目的是通過對照點的觀測資料揭示出該地一般的小氣候變化規(guī)律。而考察點的觀測資料通過與對照點資料的分析比較才能真正揭示出自己固有的特殊規(guī)律。觀測儀器使用DEM6型輕便風向風速表。風速取l0分鐘平均風速?？疾禳c自然特征考察點東邊20米外有一高8米左右的樹，該樹上部因常年吹風而形成了明顯的偏形樹。偏向偏北方向，說明該地主導風向偏南。根據樹木偏形的程度看。此地常年風速偏大，這一現(xiàn)象與觀測記錄吻合。下關歷年風向風速變化情況下關20年年平均風速是4．1米，秒；最大風速為20．0~ ，風向是(wsvo，出現(xiàn)在1月，歷年大風最多風向是西南(svo風，出現(xiàn)頻率38％。由于小氣候尤其是風。受環(huán)境影響氣候值也就隨著變化，在計算分析考察點的氣候時要考慮近年氣候值的變化情況，然而下關觀測記錄1979年就被取消。只好取1975年至1979年的氣候平均值。從表3可看出，基本站五年風向頻率。最多是西南風，其頻率是34％?？疾禳c風向風速訂正基本站與考察點相距不遠，兩點同處于相同的環(huán)流背景下。風的差異主要是地形及地形環(huán)境影響所致。因為地形是固定的．風的差異相對是穩(wěn)定的，也就是說年際變化較風向本身的變化要小。因此，可以利用基本站多年的資料找出兩點之間的聯(lián)系并作出估計值。4．1風向頻率估計根據全概率公式：其中 B．i)是考察站風向頻率的累年訂正值，^r( 為基本站A．風向頻率的累計值 (B／表示考察期間基本站A．風向條件下考察站出現(xiàn)Bj風向的條件頻率。只要知道基本站各月各種風向出現(xiàn)概率和各月基本站各風向條件下考察站各種風向的條件概率， 就能求出考察站各風向概率。根據基本站風向頻率累年值(見表．3)作為風向概率的估計值，(具體觀測記錄略)。選擇了l6個方位記錄風向，包括靜風在內，因此n=17。計算時若兩觀測點高度不同．需將考察點的平均風速訂正到與基本站相同的高度，不同高度風速的求算可根據風隨高度的變化模式求出。這里用l0米高度統(tǒng)計。為了直觀將考察期間基本站各種風向條件下考察站風向條件概率列表．1。根據(1)式及表．表．2計算出考察點風向頻率。例：考察站南風的條件頻率為：S=++=也就是說考察站出現(xiàn)南風的頻率是32％。按此計算出考察點累年風向頻率f見表．3)，可看出考察點累年的主導風向是南風(s)，考察分析與計算結論吻合。因觀測時間短，除主導風向外，其余在考察期間未出現(xiàn)的風向和主導風向附近的風以計算值為基礎再參考基本站歷年各種風出現(xiàn)的百分率與對照點觀測結果以及考察點周圍地形等綜合分析后作了推理性修正，其余按基本站累年值基本不變處理(包括靜風)。如果觀測時間稍長可直接用計算值。a)平均風速的訂正盡管地形對風速的影響是復雜的，但地形作為固定因素．它對風的作用相對具有保守性．也就是說相鄰兩站之間平均風速保持某種較為穩(wěn)定的聯(lián)系，根據平均風速的超短序列訂正方法推出考察站風速訂正的基本式子：式中K=M[Y／Ai]／M[X／Ai]，M[Y／A 和M[X／Ai]分別表示在基本站A．風向下考察站和基本站的條件平均風速，Ki反映了相同高度不同風向的風速比。說明了考察點地形和周圍障礙物的影響是隨風向而異的； 是基本站i風向的平均風速；￡是基本站累年各風向概率，可用基本站多年風向頻率的概率替代(見表．3)，為基本站靜風條件下的考察站平均風速，是多年基本站累年靜風概率。(2)式表明考察站的平均風速就等于基本站各種風向(包括靜穩(wěn)1條件下考察站風速的加權平均。根據觀測結果求得基本站i風向條件下考察站的平均風速M[YIAi]及基本站i風向的平均風速 如表．2。沒有觀測到的風 和y。，視為沒有變化，這樣，y。，=0， 值及基本站其他風向的 值可用已出現(xiàn)風向的 、 值的加權平均值替代，即：Xi=，ki=。這樣考察月和非考察月均應用基本站相應月份各風向(包括靜風)頻率累年值的概率按(2)式進行平均風速的推算。根據(2)式、表．表3算得下關風車廣場年平均風速及1月、2月、7月、、／秒。4．不同高度30年最大風速計算按風隨高度的變化特點．利用對數模式式中U。為Z。高度的風速，U：為Z2高度的風速，Z為某高度的風速，從地面考慮取平坦裸地粗糙度為0．3厘米，利用(3)式計算出考察點考察期08時風隨高度的變化(如圖．1)。從圖．1可看出考察點在30米以下風隨高度是按指數增大的。當兩觀測點高度不同時也可用此圖模式查出不同高度的風速。計算出兩高度的風速 匕m=U：／U。)，作為考察點不同高度的風速訂正系數．也可用于不同高度極大風速推算。根據圖．1算出10米與20米的風速比值:h20≈U20／U10=,20與30米的風速比值:h30=U30/U20= (圖1)此系數即可作為不同高度最大風速計算。按用戶需要，求出lO米、2O米、3O米高度的風壓。因觀測時間短，考察點3O年一遇的極大風速在lO米高度以基本站3O年極大值(自記風)，秒代替，=，秒，秒。5考察點不同高度風壓計算風對建筑物所產生的水平壓力(強)稱風壓，這里所計算的最大風壓是在極大風速時垂直于風向的平面上所受到的壓強(千克，米2)?；撅L壓公式為：p的單位為千克，米 ，單位為百帕，P是多年平均氣壓，單位為百帕，e是多年平均水汽壓，單位為百帕，t是多年平均氣溫，單位為℃，下關地區(qū)多年年平均氣溫為t=15．2~C，年平均氣壓為p=800．8百帕．年平均水汽壓為e=l1．4百帕。代入公式算~po．962千克/米。重力加速度：g=gD+amp。go=(1+0．005288sin 厘米/秒g2=一(+(CO8’)h+ ) )厘米/秒下關風車廣場的地形屬通風谷地、洼地類，偏南方向的風具有峽谷效應而加強，在計算風壓時應考慮急速系數，lO米處的急速系數取1．4．其余高度的急速系數以不同高度的風速比值代?？紤]急速系數后考察點l0米、20米30米高度30年一遇的極大風速分別為：281．4—39．2米，秒；35．6x1．27—42．7米，秒；41．6x1．1748．6米，秒，代入風壓公式得各高度的基本風壓為： 1. 風力發(fā)電機的選擇要點：（1）.地區(qū)因素：選一個適合自已地區(qū)的風力發(fā)電機，如在沿海使用，你要考慮到風力發(fā)電機的抗風能力，是不是有減速裝置，一般風力機在超過12m/秒風速時需要有效減速。海邊的鹽霧重，還要考慮機組耐腐蝕性能。如在山區(qū)使用，要考慮到地形因素，樹木是不是擋風，風資源不好時，可以選用太陽能電池來發(fā)電。（2）.逆變器的可靠性：逆變器是風力發(fā)電機中重要的部件之一，風力發(fā)電機的正常輸出關鍵在于逆變器，選購時要注意保護功能是否齊全。功率是不是足夠標稱功率，有些廠家的逆變器標識為KVA，它的功率只是KW的80％。還有就是變壓器的容量不夠，短時間或是小功率可以使用，滿負荷長時間使用用，就會發(fā)熱，嚴重影響使用壽命。逆變器的空載電流要小，一般在200毫安至400毫安。這樣的逆變器自身才能省電。（3）.發(fā)電機的效率：90年以前生產的風力發(fā)電機永磁材料為鐵氧體，它的體積大，磁能積小，所以發(fā)電機的體積較大。現(xiàn)在的風力發(fā)電機一般為永磁低速發(fā)電機，電機轉子用的永磁材料為釹鐵硼，發(fā)電機的體積會減小。同等功率下，轉速低，體積小，發(fā)電機的效率越高，使用就會穩(wěn)定。一般微型機300W，500W額定功率時不超過400轉/分。1000W額定功率時不超過360轉/分。 （4）.風葉：風葉是易損壞的部件，它在旋轉中與大氣摩擦，空氣中有雜物如小樹枝，砂粒會直接擊打在高速旋轉的葉片上。好的葉片的表面應有一層樹脂膠衣做為保護層。 （5）.立桿：立桿是支撐發(fā)電機及回轉體的部件，它的鋼性決定了風力發(fā)電機的穩(wěn)定性，如果過細，發(fā)電機旋轉時，立桿會產生抖動現(xiàn)象，產生不穩(wěn)定因素，降低風力發(fā)電機的使用壽命。例如300W風力發(fā)電機的立桿直徑不能低于76mm。還有立桿表面要有防銹處理，最好是鍍鋅管，它的內外都有鍍層，比刷油漆的耐腐蝕。（如維爾仕）生產的產品：信譽好，它的產品質量相對好些，售后服務也做的好，一般的生產廠家都會有質保，在使用時出現(xiàn)什么問題，最終還是要回到廠家來處理。 選型誤區(qū) （1）.以為風力發(fā)電機很簡單，要求風速不高，轉起來就發(fā)電?，F(xiàn)在微型機的起動風速一般在2級風，2級風時基本都會轉動，可它只是發(fā)電了，達不到額定的電壓時，它只是空轉，沒有電流輸出，有效的風速要在3級以上。所以你選機器時要知道當地的風力如何。 （2）.風力發(fā)電機都一樣，買價格低的：風力發(fā)電機不同于其它產品，它的工作環(huán)境很復雜，廠家為了應付各種使用環(huán)境，生產的