【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，同時(shí)得益于國(guó)家對(duì)新興能源和環(huán)境保護(hù)方面的重視和投入以及大理風(fēng)力資源開發(fā)的成功先例，使得可以進(jìn)一步開發(fā)利用云南大理風(fēng)能資源成為可能，同云南的光伏發(fā)電項(xiàng)目形成互補(bǔ)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(wù)，保證了經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)定性與可持續(xù)性。在風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)之前,、風(fēng)電場(chǎng)年發(fā)電量以及風(fēng)電場(chǎng)對(duì)周圍環(huán)境等的影響。風(fēng)電場(chǎng)微觀選址工作涉及了氣象、地質(zhì)、交通、電力等諸多領(lǐng)域，(一) 資料分析法首先搜集初選風(fēng)電場(chǎng)址周圍氣象臺(tái)站的歷史觀測(cè)數(shù)據(jù),主要包括：海拔高度、風(fēng)速及風(fēng)向、平均風(fēng)速及最大風(fēng)速、氣壓、相對(duì)濕度、年降雨量、氣溫及端最高最低氣溫以及災(zāi)害性天氣發(fā)生頻率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果等。此外還應(yīng)在初選場(chǎng)址內(nèi)建立測(cè)風(fēng)塔,并進(jìn)行至少1年以上的觀測(cè)，主要測(cè)量10m70m/100m的10分鐘平均風(fēng)速和風(fēng)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(dòng)風(fēng)速平均值。這些風(fēng)速的測(cè)量主要是為了根據(jù)風(fēng)機(jī)功率曲線計(jì)算發(fā)電量,并計(jì)算場(chǎng)址區(qū)域的地表動(dòng)力學(xué)摩擦速度。對(duì)測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，并將附近氣象臺(tái)站觀測(cè)的風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)訂正到初選場(chǎng)址區(qū)域。分析氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)及場(chǎng)址地表特征，根據(jù)以下條件判斷初選區(qū)域是否適宜建立風(fēng)電場(chǎng)：1. 初選風(fēng)電場(chǎng)地區(qū)風(fēng)資源良好，風(fēng)速年變化相對(duì)較小，30m高度處的年有效風(fēng)力時(shí)數(shù)在6000小時(shí)以上，風(fēng)功率密度達(dá)到250W/m2以上。2. 初選場(chǎng)址全年盛行風(fēng)向穩(wěn)定，主導(dǎo)風(fēng)向頻率在30%以上。風(fēng)向穩(wěn)定可以增大風(fēng)能的利用率、延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。3. 初選場(chǎng)址湍流強(qiáng)度要小，湍流強(qiáng)度過大會(huì)使風(fēng)機(jī)振動(dòng)受力不均，降低風(fēng)機(jī)使用壽命，甚至?xí)娘L(fēng)機(jī)。4. 初選場(chǎng)址內(nèi)自然災(zāi)害發(fā)生頻率要低，對(duì)于強(qiáng)風(fēng)暴、沙塵暴、雷暴、地震、泥石流多發(fā)地區(qū)不適宜建立風(fēng)電場(chǎng)。5. 所選風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)地勢(shì)相對(duì)平坦，交通便利，風(fēng)電上網(wǎng)條件較好，并最好遠(yuǎn)離自然保護(hù)區(qū)、人類居住區(qū)、候鳥保護(hù)區(qū)及候鳥遷徙路徑等?！　?二) 實(shí)際調(diào)研以上方法主要針對(duì)條件較好區(qū)域,如果某些地區(qū)缺少歷史測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，同時(shí)地形復(fù)雜，不適宜通過臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)來訂正到初選場(chǎng)址，可以通過如下方法對(duì)場(chǎng)址內(nèi)風(fēng)資源情形進(jìn)行評(píng)估：地形地貌特征判別法、植物變形判別法、風(fēng)成地貌判別法、當(dāng)?shù)鼐用裾{(diào)查判別法。2．大理下關(guān)風(fēng)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(fēng)城標(biāo)志的風(fēng)車。要求氣象部門提供擬建風(fēng)車點(diǎn)的主導(dǎo)風(fēng)向風(fēng)速。幾十年一遇的極大風(fēng)速以及該點(diǎn)l0米、20米、30米高度的最大風(fēng)壓值。根據(jù)下關(guān)四季風(fēng)的特點(diǎn)和有關(guān)小氣候理論。我們進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)考察．用全概率公式訂正出多年盛行風(fēng)向。用超短序列訂正出多年平均風(fēng)速。用對(duì)數(shù)模式求出不同高度風(fēng)速比值，換算出不同高度的風(fēng)速。從而求出不同高度的基本風(fēng)壓?？疾旒夹g(shù)思路擬建風(fēng)車點(diǎn)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(fēng)的地形特征，周圍有不同高度的建筑屋．地形風(fēng)的特點(diǎn)較為明顯。不能直接用基本站資料計(jì)算該工程所需數(shù)據(jù)。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(fēng)車點(diǎn)同時(shí)設(shè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)。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(cè)1與考察點(diǎn)2米、l0米，2l米(以屋頂高度而定)每天三次定時(shí)觀測(cè)(08時(shí)、l4時(shí)、20時(shí))，同時(shí)在考察點(diǎn)附近的西邊和南邊各選擇一塊相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地段同樣高度的觀測(cè)點(diǎn)，作為對(duì)照點(diǎn)進(jìn)行平行觀測(cè)，其目的是通過對(duì)照點(diǎn)的觀測(cè)資料揭示出該地一般的小氣候變化規(guī)律。而考察點(diǎn)的觀測(cè)資料通過與對(duì)照點(diǎn)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(cè)儀器使用DEM6型輕便風(fēng)向風(fēng)速表。風(fēng)速取l0分鐘平均風(fēng)速?？疾禳c(diǎn)自然特征考察點(diǎn)東邊20米外有一高8米左右的樹，該樹上部因常年吹風(fēng)而形成了明顯的偏形樹。偏向偏北方向，說明該地主導(dǎo)風(fēng)向偏南。根據(jù)樹木偏形的程度看。此地常年風(fēng)速偏大，這一現(xiàn)象與觀測(cè)記錄吻合。下關(guān)歷年風(fēng)向風(fēng)速變化情況下關(guān)20年年平均風(fēng)速是4．1米，秒；最大風(fēng)速為20．0~ ，風(fēng)向是(wsvo，出現(xiàn)在1月，歷年大風(fēng)最多風(fēng)向是西南(svo風(fēng)，出現(xiàn)頻率38％。由于小氣候尤其是風(fēng)。受環(huán)境影響氣候值也就隨著變化，在計(jì)算分析考察點(diǎn)的氣候時(shí)要考慮近年氣候值的變化情況，然而下關(guān)觀測(cè)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(fēng)向頻率。最多是西南風(fēng)，其頻率是34％?？疾禳c(diǎn)風(fēng)向風(fēng)速訂正基本站與考察點(diǎn)相距不遠(yuǎn)，兩點(diǎn)同處于相同的環(huán)流背景下。風(fēng)的差異主要是地形及地形環(huán)境影響所致。因?yàn)榈匦问枪潭ǖ模L(fēng)的差異相對(duì)是穩(wěn)定的，也就是說年際變化較風(fēng)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(diǎn)之間的聯(lián)系并作出估計(jì)值。4．1風(fēng)向頻率估計(jì)根據(jù)全概率公式：其中 B．i)是考察站風(fēng)向頻率的累年訂正值，^r( 為基本站A．風(fēng)向頻率的累計(jì)值 (B／表示考察期間基本站A．風(fēng)向條件下考察站出現(xiàn)Bj風(fēng)向的條件頻率。只要知道基本站各月各種風(fēng)向出現(xiàn)概率和各月基本站各風(fēng)向條件下考察站各種風(fēng)向的條件概率， 就能求出考察站各風(fēng)向概率。根據(jù)基本站風(fēng)向頻率累年值(見表．3)作為風(fēng)向概率的估計(jì)值，(具體觀測(cè)記錄略)。選擇了l6個(gè)方位記錄風(fēng)向，包括靜風(fēng)在內(nèi)，因此n=17。計(jì)算時(shí)若兩觀測(cè)點(diǎn)高度不同．需將考察點(diǎn)的平均風(fēng)速訂正到與基本站相同的高度，不同高度風(fēng)速的求算可根據(jù)風(fēng)隨高度的變化模式求出。這里用l0米高度統(tǒng)計(jì)。為了直觀將考察期間基本站各種風(fēng)向條件下考察站風(fēng)向條件概率列表．1。根據(jù)(1)式及表．表．2計(jì)算出考察點(diǎn)風(fēng)向頻率。例：考察站南風(fēng)的條件頻率為：S=++=也就是說考察站出現(xiàn)南風(fēng)的頻率是32％。按此計(jì)算出考察點(diǎn)累年風(fēng)向頻率f見表．3)，可看出考察點(diǎn)累年的主導(dǎo)風(fēng)向是南風(fēng)(s)，考察分析與計(jì)算結(jié)論吻合。因觀測(cè)時(shí)間短，除主導(dǎo)風(fēng)向外，其余在考察期間未出現(xiàn)的風(fēng)向和主導(dǎo)風(fēng)向附近的風(fēng)以計(jì)算值為基礎(chǔ)再參考基本站歷年各種風(fēng)出現(xiàn)的百分率與對(duì)照點(diǎn)觀測(cè)結(jié)果以及考察點(diǎn)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(fēng))。如果觀測(cè)時(shí)間稍長(zhǎng)可直接用計(jì)算值。a)平均風(fēng)速的訂正盡管地形對(duì)風(fēng)速的影響是復(fù)雜的，但地形作為固定因素．它對(duì)風(fēng)的作用相對(duì)具有保守性．也就是說相鄰兩站之間平均風(fēng)速保持某種較為穩(wěn)定的聯(lián)系，根據(jù)平均風(fēng)速的超短序列訂正方法推出考察站風(fēng)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(fēng)向下考察站和基本站的條件平均風(fēng)速，Ki反映了相同高度不同風(fēng)向的風(fēng)速比。說明了考察點(diǎn)地形和周圍障礙物的影響是隨風(fēng)向而異的； 是基本站i風(fēng)向的平均風(fēng)速；￡是基本站累年各風(fēng)向概率，可用基本站多年風(fēng)向頻率的概率替代(見表．3)，為基本站靜風(fēng)條件下的考察站平均風(fēng)速，是多年基本站累年靜風(fēng)概率。(2)式表明考察站的平均風(fēng)速就等于基本站各種風(fēng)向(包括靜穩(wěn)1條件下考察站風(fēng)速的加權(quán)平均。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果求得基本站i風(fēng)向條件下考察站的平均風(fēng)速M(fèi)[YIAi]及基本站i風(fēng)向的平均風(fēng)速 如表．2。沒有觀測(cè)到的風(fēng) 和y。，視為沒有變化，這樣，y。，=0， 值及基本站其他風(fēng)向的 值可用已出現(xiàn)風(fēng)向的 、 值的加權(quán)平均值替代，即：Xi=，ki=。這樣考察月和非考察月均應(yīng)用基本站相應(yīng)月份各風(fēng)向(包括靜風(fēng))頻率累年值的概率按(2)式進(jìn)行平均風(fēng)速的推算。根據(jù)(2)式、表．表3算得下關(guān)風(fēng)車廣場(chǎng)年平均風(fēng)速及1月、2月、7月、、／秒。4．不同高度30年最大風(fēng)速計(jì)算按風(fēng)隨高度的變化特點(diǎn)．利用對(duì)數(shù)模式式中U。為Z。高度的風(fēng)速，U：為Z2高度的風(fēng)速，Z為某高度的風(fēng)速，從地面考慮取平坦裸地粗糙度為0．3厘米，利用(3)式計(jì)算出考察點(diǎn)考察期08時(shí)風(fēng)隨高度的變化(如圖．1)。從圖．1可看出考察點(diǎn)在30米以下風(fēng)隨高度是按指數(shù)增大的。當(dāng)兩觀測(cè)點(diǎn)高度不同時(shí)也可用此圖模式查出不同高度的風(fēng)速。計(jì)算出兩高度的風(fēng)速 匕m=U：／U。)，作為考察點(diǎn)不同高度的風(fēng)速訂正系數(shù)．也可用于不同高度極大風(fēng)速推算。根據(jù)圖．1算出10米與20米的風(fēng)速比值:h20≈U20／U10=,20與30米的風(fēng)速比值:h30=U30/U20= (圖1)此系數(shù)即可作為不同高度最大風(fēng)速計(jì)算。按用戶需要，求出lO米、2O米、3O米高度的風(fēng)壓。因觀測(cè)時(shí)間短，考察點(diǎn)3O年一遇的極大風(fēng)速在lO米高度以基本站3O年極大值(自記風(fēng))，秒代替，=，秒，秒。5考察點(diǎn)不同高度風(fēng)壓計(jì)算風(fēng)對(duì)建筑物所產(chǎn)生的水平壓力(強(qiáng))稱風(fēng)壓，這里所計(jì)算的最大風(fēng)壓是在極大風(fēng)速時(shí)垂直于風(fēng)向的平面上所受到的壓強(qiáng)(千克，米2)?；撅L(fēng)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(guān)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(guān)風(fēng)車廣場(chǎng)的地形屬通風(fēng)谷地、洼地類，偏南方向的風(fēng)具有峽谷效應(yīng)而加強(qiáng)，在計(jì)算風(fēng)壓時(shí)應(yīng)考慮急速系數(shù)，lO米處的急速系數(shù)取1．4．其余高度的急速系數(shù)以不同高度的風(fēng)速比值代?？紤]急速系數(shù)后考察點(diǎn)l0米、20米30米高度30年一遇的極大風(fēng)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(fēng)壓公式得各高度的基本風(fēng)壓為： 1. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選擇要點(diǎn)：（1）.地區(qū)因素：選一個(gè)適合自已地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如在沿海使用，你要考慮到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的抗風(fēng)能力，是不是有減速裝置，一般風(fēng)力機(jī)在超過12m/秒風(fēng)速時(shí)需要有效減速。海邊的鹽霧重，還要考慮機(jī)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(fēng)，風(fēng)資源不好時(shí)，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(fēng)力發(fā)電機(jī)中重要的部件之一，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常輸出關(guān)鍵在于逆變器，選購(gòu)時(shí)要注意保護(hù)功能是否齊全。功率是不是足夠標(biāo)稱功率，有些廠家的逆變器標(biāo)識(shí)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(shí)間或是小功率可以使用，滿負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間使用用，就會(huì)發(fā)熱，嚴(yán)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(jī)的效率：90年以前生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)永磁材料為鐵氧體，它的體積大，磁能積小，所以發(fā)電機(jī)的體積較大?，F(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般為永磁低速發(fā)電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)子用的永磁材料為釹鐵硼，發(fā)電機(jī)的體積會(huì)減小。同等功率下，轉(zhuǎn)速低，體積小，發(fā)電機(jī)的效率越高，使用就會(huì)穩(wěn)定。一般微型機(jī)300W，500W額定功率時(shí)不超過400轉(zhuǎn)/分。1000W額定功率時(shí)不超過360轉(zhuǎn)/分。 （4）.風(fēng)葉：風(fēng)葉是易損壞的部件，它在旋轉(zhuǎn)中與大氣摩擦，空氣中有雜物如小樹枝，砂粒會(huì)直接擊打在高速旋轉(zhuǎn)的葉片上。好的葉片的表面應(yīng)有一層樹脂膠衣做為保護(hù)層。 （5）.立桿：立桿是支撐發(fā)電機(jī)及回轉(zhuǎn)體的部件，它的鋼性決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性，如果過細(xì)，發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，立桿會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，產(chǎn)生不穩(wěn)定因素，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用壽命。例如300W風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(nèi)外都有鍍層，比刷油漆的耐腐蝕。（如維爾仕）生產(chǎn)的產(chǎn)品：信譽(yù)好，它的產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)好些，售后服務(wù)也做的好，一般的生產(chǎn)廠家都會(huì)有質(zhì)保，在使用時(shí)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(fēng)力發(fā)電機(jī)很簡(jiǎn)單，要求風(fēng)速不高，轉(zhuǎn)起來就發(fā)電?，F(xiàn)在微型機(jī)的起動(dòng)風(fēng)速一般在2級(jí)風(fēng)，2級(jí)風(fēng)時(shí)基本都會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，可它只是發(fā)電了，達(dá)不到額定的電壓時(shí)，它只是空轉(zhuǎn)，沒有電流輸出，有效的風(fēng)速要在3級(jí)以上。所以你選機(jī)器時(shí)要知道當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力如何。 （2）.風(fēng)力發(fā)電機(jī)都一樣，買價(jià)格低的：風(fēng)力發(fā)電機(jī)不同于其它產(chǎn)品，它的工作環(huán)境很復(fù)雜，廠家為了應(yīng)付各種使用環(huán)境，生產(chǎn)的