【正文】 EMD 公司開發(fā)的風電場規(guī)劃設(shè)計軟件，是基于對象的模塊化軟件。 WindPRO 目前以 WAsP 和 WindSim 等為計算引擎，相對于單獨使用 WAsP、 WindSim 等軟件， WindPRO 具有以下優(yōu)點： （ a） 方便靈活的測風數(shù)據(jù)分析手段，用戶可以方便的剔除無效測風數(shù)據(jù) ，并對不同高度的測風數(shù)據(jù)進行分析比較，尋求相關(guān)性，評價測風結(jié)果； （ b） 考慮風機尾流影響的風電場發(fā)電量計算，并提供了多種尾流模型； （ c） 風機實際位置的空氣密度計算，修正標準條件下的風機功率曲線； （ d） 風電場規(guī)劃區(qū)域的極大風速計算； （ e） 幾乎涵蓋了市場上所有風機，并不斷更新的風機數(shù)據(jù)庫，包括功率曲線、噪聲排放及可視化信息； （ f） 區(qū)域化表示的粗糙度描述方法，避免了粗糙度線相交導致的錯誤； （ g） 短期測風數(shù)據(jù)的長期相關(guān)性分析； （ h） 詳盡的計算報告； （ i） 兼容多種數(shù)字化資源文件，如衛(wèi)星照片、 SRTM（ Shuttle Radar Topological Mission） 等高線數(shù)據(jù)等，為描述規(guī)劃風電場外圍 10 公里的粗糙度與等高線提供了便利； （ j） 直接下載指定區(qū)域的全球可用長期參考風數(shù)據(jù) —— NCEP/NCAR 數(shù)據(jù)； （ k）輸出可用于復雜地形風資源分析軟件（ CFD）的粗糙度、等高線等文件； (l) 最近推出的 版，風數(shù)據(jù)分析和處理功能更為強大，可進行不同高度不同測風塔數(shù)據(jù)間的自我驗證和交錯驗證，對模型的適用性進行檢驗；可直接在網(wǎng)上搜索和下載指定區(qū)域的地圖、等高線以及長期參考風數(shù)據(jù) —— NCEP/NCAR數(shù)據(jù)， 并增加了與 Google Earth 的連接，可以直接在 Google Earth 顯示規(guī)劃風電場的情況，使設(shè)計更為直觀。 （ 5） Meteodyn WT 使用計算流體力學方法 (CFD)進行風力建模，是法國美迪公司專門為解決大氣邊界層問題而設(shè)計的軟件。計算流體動力學（ CFD）是指借助計算機模擬實際流體，使分析者在沒有測量流體變量工具幫助的情況下，仿真和了解所給地點的流體流動。 Meteodyn WT 具有功能強大的應用模塊，可以將多個測風塔以及每個測風塔不同高度的風流數(shù)據(jù)載入軟件當中進行綜合分析與計算，是風資源評估的一種有 效工具，國外風電領(lǐng)域的大型開發(fā)商、咨詢公司及風機制造商多采用此軟件工具進行風資源評估， Meteodyn WT 工作原理： （ a）工程地形描述：包括載入地形數(shù)據(jù)（地形與粗糙度）；定義繪圖區(qū)域；定義測風點以及結(jié)果點（測風塔、風電機位置?）。 （ b）定向計算：按照一系列風向進行模擬計算獲得定向結(jié)果，可以得知風電場空間任一點處的風流情況（加速因數(shù)，湍流強度，入流角?）并可進行可視化，同時也可以在指定點處可視化相對應的風廓線并得到相應的結(jié)果。 （ c）風流數(shù)據(jù)統(tǒng)計： Meteodyn WT 軟件可以直接載入風流的時間序列數(shù) 據(jù)進行計算，減少 Weibull 擬合所帶來的不確定性，提高結(jié)果的準確度。 （ d）工程區(qū)域風能綜合計算：可以進行多測風塔綜合計算，考慮到地形以及測風塔距不同風電機的位置遠近，同時也可以為每個測風塔設(shè)置相關(guān)的置信系數(shù)。結(jié)果中也可以得到尾流損失的詳細情況并作出尾流損失的玫瑰圖。在綜合過程當中，可以進行湍流校正，考慮中尺度范圍的影響，使湍流計算的更為準確。 （ 4）各種軟件組合使用，推薦組合方法：（ a） Wasp（ Windsim 或 WT） + Windfarmer（ b） Wasp（ Windsim） + Windpro（ c） Windsim + Windpro 風資源分析主要成果 附圖： (1)參證氣象站 多年平均風速 年際 變化直方圖 ； (2)參證氣象站 多年平均風速 年內(nèi) 變化圖 ； (3)參證氣象站 多年平均風 向玫瑰 圖 ； (4)測風塔實測風切變指數(shù)擬合曲線圖； (5)測風塔與氣象站日最大風速相關(guān)性圖（ 70m 或其他接近輪轂高度處）； (4)測風塔與氣象站風速間十六扇區(qū)相關(guān)性圖（ 70m、 10m）； (7)測風塔代表年（測風年）各高度 風速和風功率密度年變化曲線 ； (8)測風塔代表年（測風年）各高度 風速和風功率密度日變化曲線 ； (9)測風塔代表年（ 測風年） 70m 高度（或其他接近輪轂高度處） 風速和風功率密度各月日變化曲線 ； （ 10）測風塔代表年各高度 年風向玫瑰圖、年風能玫瑰圖、 70m 高度（或其他接近輪轂高度處） 各月風向玫瑰圖 、 70m高度（或其他接近輪轂高度處） 各月風能 玫瑰圖 ； （ 11）測風塔代表年（測風年）各高度 風速和風能頻率分布直方圖 ； （ 12）測風塔代表年（測風年）各高度 風速 頻率 weibull 分布圖 ； （ 13）風電場區(qū)域 70m 高度（或其他接近輪轂高度處）風功率密度空間分布圖 附表： (1)參證氣象站近 30 年 各年 平均風速 表； (2)參證氣象站 多年 逐 月 平均風速 表； (3)參證氣象站 多年平均風 向頻率表； (4)測風塔實測風切變指數(shù)計算表； (5)測風塔實測最大風速、風向統(tǒng)計表； (4)測風塔各高度湍流強度計算表； (7)測風塔與氣象站風速間十六扇區(qū)相關(guān)性方程、相關(guān)系數(shù)及訂正值統(tǒng)計表（ 70m、10m）； (8)測風塔代表年（測風年）各高度逐月平均 風速 、平均 風功率密度 ； (9)測風塔代表年（測風年）各高度逐時平均 風速 、平均 風功率密度 ； (10)測風塔代表年各高度 年風向 頻率 、風能 頻率統(tǒng)計； (11)測風塔代表年（測風年）各高度不同風速區(qū)間 風速和風能頻率 統(tǒng)計 第 4 章 風機布置與微觀選址 第 1 節(jié) 本章概述 在對風電場區(qū)域進行詳細全面風能資源評估，并確定風機廠家、型號等的基礎(chǔ)上，方可進行風機布置、微觀選址及后續(xù)風電場部分的設(shè)計工作。風機布置方案的確定是整個風電場設(shè)計過程中要解決的首要問題，決定后續(xù)道路設(shè)計、線路設(shè)計、地 質(zhì) 勘 探 、土建設(shè)計以及現(xiàn)場施工等工作的進度及質(zhì)量。 風機布置方案的確定大致分為如下幾個階段： 各相關(guān)專業(yè)會審 確定微觀選址風機布置方案； 機位定樁或調(diào)整 機位復核（如有需要適時調(diào)整 ）； 廠家校核確認（如有需要適時調(diào)整） 風機布置方案最終確定（可以進行后續(xù)專業(yè)的設(shè)計、施工）； ，則遵照上面程序進行。 注：各階段須嚴格遵守先內(nèi)業(yè)，后外業(yè)的原則，盡量減少不必要的人力、物力、財力等資源浪費。 第 2節(jié) 風機布置 影響風機布置的因素 風電場是由一批風力發(fā)電機組或風力發(fā)電機組群組成的電站，其主要功能及目的是通過風力發(fā)電機組將風能轉(zhuǎn)化為電能，決定其產(chǎn)出和利潤的主要指標為發(fā)電量。對于一個既定風電場（容量確定、機型確定 ）而言，風機位置確定后，影響各臺風機產(chǎn)出的主要因素包括風速（風能）大小、風機本身性能（可利用率、各種原因造成的性能下降等）、各種能量損耗（周圍風機影響、場用電及輸電線路損耗等）、各種因素造成的停機（低溫、雷暴等氣候因素及電網(wǎng)限電等因素）。 而風機性能下降及能量損耗等除與風機及相關(guān)配置本身性能有關(guān)外，還與風電場風機布置有一定關(guān)系，如風機間距等因素。風電場布置時風機間距減小，雖然能夠在有限的面積布置盡可能多的風機，縮短風機間集電線路、道路的長度，進而減小相應投資；但風機間距過小的話，會增加風機間尾流影響，增大機 組載荷，進而影響風機性能及使用壽命。風機間距增大，尾流影響會有所減小，但間距的大小也將影響風力發(fā)電機組布置的數(shù)量，集電線路和場區(qū)道路的長短以及后期風機維護成本等等。一般而言要盡量增加主導風向、主導風能方向上的距離。另外，風機布置時還有充分考慮地形影響，避免地形效應引起的湍流等增大風機載荷，進而影響風機性能和使用壽命。 因此，風電場風機布置時需要綜合考慮風電場近期遠期規(guī)劃、風能資源情況、主導風向、主導風能方向、地形地貌地質(zhì)條件、施工場地（機組運輸、吊裝場地）、周圍建筑物（房屋、村莊、道路、文物古跡、墳墓等）、 土地征用（耕地、林地、壓礦）、地域行政區(qū)劃、環(huán)境影響以及軍事因素（軍用領(lǐng)土、領(lǐng)海、領(lǐng)空）等等諸多影響因素。以避免由于前期風機布置時考慮不周全，給后期設(shè)計、施工、運行等其他環(huán)節(jié)造成影響，增加不必要的重復返工，進而加大風電場整體投資。 綜上所述，對于一個風電場而言，一個最優(yōu)的風機布置不僅能充分利用場區(qū)風能資源，使全場發(fā)電量最大，還能節(jié)約各項投資，降低綜合造價，使風電場利潤達到最大化。 風機布置基本原則 （ 1）風機間距 一般而言，風電場布置風電機組時，在主導風向上要求機組間相隔 5～ 9 倍風輪直徑，垂直于主導風向上要 求機組間相隔 3～ 5 倍風輪直徑。 （ 2）主導風向的確定 主導風向指風向頻率最大的風向角的范圍。風向角范圍一般在連續(xù) 45 度左右，對于十六方位角表示的風向，主導風向范圍一般是指連續(xù) 二 到三個風向角的范圍，一般要求主導風向角風頻之和≥ 30%。 風電場區(qū)域主導風向的確定應參照測風塔實測風向風能玫瑰圖和參證氣象站多年風向風能玫瑰圖共同確定。一般而言，有如下兩種情況： a、主導風向明顯且為一個方向或者兩個相反方向 b、有兩個以上主導風向或者主導風向不明顯（風向分布散亂） （ 3）風電場與風電場之間的距離 不同風電場之間應設(shè)隔 離緩沖帶（建議 100500m）；同一風電場分期開發(fā)建設(shè)的可以考慮整體布置風機，并充分考慮相互間影響。 （ 4）與房屋、村莊等障礙物的安全距離 風機布置時要充分考慮風電機組與附近村莊、房屋等的安全距離，且盡量遠離文物古跡、墳墓等。風機與房屋（障礙物）的距離應盡量保持在風輪直徑的 5倍以上，目前多按 500m 考慮。 另外，風電機組作為建筑物，其距場內(nèi)穿越公路、鐵路、煤氣石油管線等設(shè)施的最小距離，要滿足有關(guān)國家法律、法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。 （ 5）與樹林、防風林的距離 風機布置時要保證盡量不占用林地，且盡量遠離樹林、防風林。 一方面，樹林，尤其是大型防風林帶對于風速有減弱作用，同時在防風林的迎風面、林內(nèi)、背風面形成不同強度的湍流；另一方面，從長遠利益及可持續(xù)發(fā)展角度考慮，應該盡量減少占用林地。 一般林帶對于風速的減弱影響范圍在迎風面可達樹高 5 倍的距離，在背風面可延伸至樹高的 25 倍或更遠。在該類區(qū)域進行風機布置時應根據(jù)具體情況，控制風機與樹林的距離。 （ 4）土地利用規(guī)劃及地質(zhì)、水文等制約因素 風機布置時應結(jié)合區(qū)域的土地利用現(xiàn)狀及規(guī)劃進行統(tǒng)籌安排，盡量不占用 耕地、林地 等；盡量少跨越圍欄、蝦池；盡量不跨行政分區(qū)。 風電機組布置要考慮防 洪及其它地質(zhì)災害問題，布置點要躲開洪水流經(jīng)場地（高于 50 年一遇洪水位）及不良地質(zhì)條件區(qū)域。 （ 7） 盡量兼顧風電機之間各種電氣設(shè)備的配置及保護要求。 （ 8） 應充分考慮場址內(nèi)風速等風況條件，在同等風況條件下，應優(yōu)先考慮那些地形地質(zhì)條件良好且便于 設(shè)備 運輸安裝的 區(qū)域 進行布置。 （ 9） 對不同的布置方案， 不僅 要 使 全場發(fā)電量最大 ，而 且 要 兼顧各單機發(fā)電量。 （ 10） 為了便于施工、運行維護和降低工程投資，同一風電場內(nèi)的同期工程，盡量選用單機容量相同的風電機組。 （ 11）尾流影響控制 風經(jīng)過風電機組后將部分動能轉(zhuǎn)化為機械能，再 轉(zhuǎn)化為電能，從而使風速降低，對后面的風電機組發(fā)電量產(chǎn)生影響，即尾流影響。風機間尾流影響與風機間距等密切相關(guān)，所以風機布置在滿足上述各項原則的基礎(chǔ)上，一般要求風電場整體尾流影響不超過 8%，單機最大尾流影響不超過 10%；對于風能資源豐富而土地資源相對受限的風電場，可根據(jù)具體情況適當放寬。 （ 12）風機布置方案兼顧其他行業(yè)或部門的意見和要求。 （ 13）不同的風機廠家對于風機布置有不同的要求，具體參照各風機廠家提供的技術(shù)要求。 風機布置方案 （ 1）平坦地形條件下，當主導風向明顯且為一個方向或者兩個相反方向時，風機排 布宜采用矩陣式布置，前后兩排錯位；當有兩個以上主導風向或者主導風向不明顯（風向分布散亂）時，風電機組排布一般采用圓形分布。 （ 2）復雜地形條件（如山區(qū)），優(yōu)選風能資源豐富、湍流小的地方布置風機，同時兼顧風電場容量及整體布置，需綜合考慮道路及施工等因素。 （ 3）沿海灘涂地帶，風機布置宜沿著海岸線或池埂整齊布置。 （ 4）風機間距參照 風機布置基本原則，但應充分考慮到現(xiàn)場微觀選址時的調(diào)整，留足夠余地。 （ 5）風機布置軟件及方法 常用的軟件有： Wasp、 Wasp Engineering、 WindFarmer、 WindPRO、 WindSim、meteodyn＿ WT 等?？赏ㄟ^這些軟件模擬風電場區(qū)域的風能資源及湍流等分布情況，優(yōu)選風資源較好且湍流較小的點進行風機布置，然后綜合地形、地貌、障礙物等情況進行微調(diào)。對于地形平坦的區(qū)域，可選擇合適的行列距按陣列式進行整齊布置。風機調(diào)整原則參照 風機布置基本原則。 （ 4）備用機位的選擇，一般 50MW 項目應選 35 個備用機位（微觀前），微觀選址后也應保留 23 個備用機位，以備地勘、施工階段有機位調(diào)整等。在地形、地貌等情況較復雜區(qū)域，可視具體情況適當增加備用機位數(shù)量。 微 觀選址風機布置方案確定 遵循以上各項原則進行風電場風機初步布置，然后會同各相關(guān)專業(yè)（道路、線路、土建等）進行會審，綜合考慮各方面因素之后確定風機布置方案，并以此為依據(jù)進行微觀選址。