北(běi)極星風力發電網訊:對(duì)于複雜(zá)地形下(xià)的(de)低風速風電場(chǎng) 來(lái)說，機位排布恰當與否直接影(yǐng)響項 目建成投産後的(de)風能資源利用(yòng)率、風 電場(chǎng)年發電量、項目收益等。如何實 現在低風速複雜(zá)山地風電場(chǎng)中用(yòng)更少 的(de)投資獲得(de)更大(dà)的(de)收益是一個(gè)值得(de)深 入探究的(de)問題，而微觀選址是風電機 組排布過程中非常關鍵的(de)環節。在微 觀選址過程中不斷優化(huà)方案可(kě)降低風 電場(chǎng)的(de)投資，提升整個(gè)項目的(de)收益率。 本文以一個(gè)南(nán)方低風速複雜(zá)山地風電 場(chǎng)爲例，通(tōng)過在微觀選址過程中不斷 精耕細作，多(duō)方案比選，鎖定最優排 布方案，從而降低整個(gè)項目的(de)投資， 提升收益率。
微觀選址方案及布機原則
風電場(chǎng)微觀選址工作涉及了(le)氣象、 地質、交通(tōng)、電力等諸多(duō)領域，在微 觀選址之前要根據風電場(chǎng)的(de)風能資源 條件初步排布機位，明(míng)确風電機組布 置原則。根據《風電場(chǎng)工程規劃報告 編制辦法》《風電場(chǎng)場(chǎng)址選擇技術規定》 及近年來(lái)編制的(de)項目建議(yì)書(shū)、可(kě)研報 告、初設報告的(de)相關經驗，在進行風 電場(chǎng)的(de)設計及建設前，爲便于今後的(de) 設計、建設工作順利開展，需落實如 下(xià)建場(chǎng)條件：
（1）礦藏分(fēn)布圖：是否存在壓覆礦及采空區(qū)；
（2）所在區(qū)域土地屬性 分(fēn)布（基本農田、一般農田、荒地、草(cǎo)地、 林(lín)地等）；
（3）所在區(qū)域及其附近地上、 地下(xià)文物(wù)分(fēn)布；
（4）所在區(qū)域交通(tōng)（公 路）現狀圖及規劃資料；
（5）所在區(qū) 域旅遊區(qū)、景點相關資料；
（6）所在 區(qū)域自然保護區(qū)、候鳥遷徙路線相關 資料；
（7）所在區(qū)域軍事設施分(fēn)布情 況；
（8）所在區(qū)域民居分(fēn)布情況；
（9） 所在區(qū)域電力線路、設施分(fēn)布情況。
在落實建場(chǎng)條件之後，即可(kě)在排 除以上限制性因素的(de)區(qū)域内進行機位 排布。風電場(chǎng)通(tōng)過風電機組把風能轉 化(huà)爲電能，風流經過葉輪後速度下(xià)降 并産生紊流，在沿著(zhe)風向經過一定距 離之後風速才會恢複。因此，在布置 風電機組時(shí)，應使沿著(zhe)主導風能的(de)風 電機組距離越大(dà)越好。但是，這(zhè)樣會 使寶貴的(de)風能資源和(hé)土地資源得(de)不到 合理(lǐ)利用(yòng)，還(hái)增加了(le)機組間電纜和(hé)道 路的(de)長(cháng)度，使得(de)投資增加，而獲得(de)的(de) 發電量并不是很多(duō)，降低了(le)整個(gè)風電 場(chǎng)的(de)經濟性。因此，在布置風電機組 時(shí)，關鍵是尋找投資和(hé)資源開發利用(yòng) 量的(de)結合點，恰當平衡兩者的(de)關系， 同時(shí)還(hái)要根據實際的(de)地形和(hé)地域情況， 因地制宜地優化(huà)布置。布置原則爲：
（1）首先應充分(fēn)考慮場(chǎng)址内盛行 風向、風速等風況條件。在同等風況條 件下(xià)，應優先考慮那些地形地質條件良好且便于運輸安裝的(de)場(chǎng)地進行布置。
（2）進行多(duō)方案比選，精細調整 機位，在投資、建設安裝難度、發電 效益方面取得(de)最佳平衡，努力提高(gāo)綜 合效益，減少投資成本，降低建設安 裝難度，提高(gāo)發電量，争取風電場(chǎng)綜 合效益最優化(huà)。
（3）避免無效機位。如項目場(chǎng)址 内農田、村(cūn)莊較多(duō)，預計在土地、林(lín)地、 環保、水(shuǐ)土保持、村(cūn)民利益等方面會 遇到較多(duō)限制。在設計中需全面考慮 地類、環保、水(shuǐ)土保持等要求，避免 無效機位，做(zuò)好預備方案，盡量減少 機位調整，特别是大(dà)規模的(de)調整。
（4）合理(lǐ)集中機位。如果分(fēn)散布 置風電機組，雖可(kě)獲得(de)相對(duì)較高(gāo)的(de)發 電量，但線路、道路較長(cháng)，建設安裝 難度較大(dà)，反而降低了(le)綜合效益。因 此，在綜合考慮線路、道路、建設安 裝難度等問題并保證發電量的(de)前提下(xià)， 集中機位以取得(de)發電量、線路、道路、 建設安裝難度的(de)最佳平衡，降低投資， 提高(gāo)風電場(chǎng)的(de)綜合效益。
微觀選址及優化(huà)
微觀選址作業分(fēn)爲内業和(hé)外業兩 個(gè)階段，首先是進行内業工作，接著(zhe) 在内業工作的(de)基礎上進行外部作業。 微觀選址外業工作完成後，再根據項目具體情況不斷優化(huà)，從而得(de)到科學 合理(lǐ)的(de)機位排布方案。
微觀選址内業的(de)工作内容包括：
（1）綜合考慮風電場(chǎng)地形、地表 粗糙度、障礙物(wù)等，并合理(lǐ)選用(yòng)風電 場(chǎng)各測風塔的(de)測風數據，利用(yòng)風能資 源仿真計算(suàn)軟件進行流場(chǎng)模拟；
（2）根據風電場(chǎng)風能資源分(fēn)布情 況和(hé)具體地形條件，兼顧單機發電量 和(hé)風電機組間的(de)相互影(yǐng)響，拟定若幹 個(gè)風電機組布置方案，對(duì)風電機組布 置進行比選優化(huà)；
（3）從發電量、道路與線路路徑、 安裝平台選取等方面進行技術經濟比 較，選定風電機組最終布置方案，繪 制出風電機組布置圖。
微觀選址外業工作主要爲确定各 機位的(de)現場(chǎng)條件，綜合考慮風能資源、 地質、交通(tōng)運輸、施工、輸變電、工程 規模、遠(yuǎn)期規劃、地方政府意見等方面。 根據各風電機組機位現場(chǎng)條件，對(duì)部分(fēn) 機位進行優化(huà)微調，對(duì)少數不滿足建設 條件的(de)機位進行調換，最終确定風電機 組機位，并在現場(chǎng)定樁标記。
微觀選址外業工作完成後，應對(duì) 現場(chǎng)确定的(de)機位進行風能資源分(fēn)析複 核，确保所定機位合理(lǐ)。同時(shí)要根據 業主反饋意見、風電機組生産廠家複 核結果進行調整，以最終确定機位。
微觀選址是一項反複叠代、不斷 調整優化(huà)的(de)工作，也(yě)是一項需要進行全過程質量管理(lǐ)的(de)工作，隻有在每一 環節進行細緻的(de)計算(suàn)分(fēn)析，不厭其煩 地作方案對(duì)比，才能得(de)到科學合理(lǐ)的(de) 機位布置方案。微觀選址工作流程如 圖 1 所示。
案例分(fēn)析
本文以一個(gè)南(nán)方低風速山地風電 場(chǎng)爲例，采用(yòng)如上所述的(de)複雜(zá)地形下(xià) 的(de)精細化(huà)微觀選址方法進行機位排布。
一、項目概況
該項目位于江西省南(nán)部，場(chǎng)區(qū)地 形爲低山和(hé)丘陵，屬于羅霄山系諸廣 山餘脈，海拔 260 ～ 530m。場(chǎng)區(qū)内山 勢連綿起伏，溝壑較多(duō)，植被茂密， 喬木(mù)、灌木(mù)、草(cǎo)坡混雜(zá)，溝壑内有較 多(duō)農田、村(cūn)莊分(fēn)布。本期工程裝機容 量 30MW，安裝單機容量 2MW 的(de)風電機組 15 台。此項目有 5 座測風塔， 測風塔及風電機組位置如圖 2 所示， 測風塔配置如表 1 所示。
二、風能資源分(fēn)析
通(tōng)過分(fēn)析該風電場(chǎng)的(de)測風塔數據， cft01、cft02、cft03、cft04、cft05 測風塔 的(de)80m高(gāo)度代表年風速分(fēn)别爲5.11m/s、 4.84m/s、5.09m/s、5.23m/s、4.64m/s， 風功率密度分(fēn)别爲 140W/m²、131W/m²、 144W/m²、168W/m²、104W/m²。風電 場(chǎng)全年盛行風向相對(duì)集中，基本位于 N、S 扇區(qū)，也(yě)分(fēn)布在 NNW 扇區(qū)，盛 行風向爲北(běi)風、南(nán)風；風能密度分(fēn)布 集中程度較高(gāo)，基本集中于 N、S、 NNW 扇區(qū)，全年盛行風向和(hé)風能密度 分(fēn)布方向基本一緻，有利于風能的(de)開 發 利 用(yòng)。cft01、cft02、cft03、cft04、 cft05 測風塔各高(gāo)度标準空氣密度下(xià)的(de) 50 年一遇最大(dà)風速均小于 37.5m/s，80m 高(gāo)度 15m/s 風速區(qū)間的(de)平均湍流 強度分(fēn)别爲0.14、0.12、0.13、0.12、0.11， 符合國際電工協會 IEC61400-1（2005） 标準關于ⅢB類風電機組的(de)等級要求。 因此，該風電場(chǎng)既可(kě)以采用(yòng)Ⅲ B 類及 以上等級的(de)風電機組，也(yě)可(kě)以采用(yòng) S 類風電機組。
三、精細化(huà)微觀選址
在可(kě)研階段時(shí)，F01 － F03 機位 排布在風電場(chǎng)的(de)東側（綠(lǜ)色機位）， F01 － F03 機位點距離其他(tā)機位較遠(yuǎn)。 在風電場(chǎng)初步設計階段，深入研究了(le) 此風電場(chǎng)的(de)地形及風能資源特性，對(duì) 比分(fēn)析了(le)不同輪毂高(gāo)度的(de)多(duō)種機型比 選方案。評價一種方案的(de)優劣，不能 僅從發電量和(hé)等效利用(yòng)小時(shí)來(lái)考慮， 應以綜合經濟指标予以評價。除發電 量，風電機組的(de)價格、塔筒、基礎、 箱變、線路、道路以及變電所等也(yě)都 是影(yǐng)響機型方案選擇的(de)重要因素。通(tōng) 過對(duì)比分(fēn)析發現：在前期方案中，整個(gè)風電場(chǎng)的(de)道路、集電線路成本較高(gāo)， 從而會增加整體投資，降低項目的(de)抗 風險能力。綜合考慮以上微觀選址優化(huà)方法，結合經濟性分(fēn)析得(de)出了(le)優化(huà) 方案，即将原來(lái)在風電場(chǎng)東側較遠(yuǎn)處 的(de) F01 － F03 号機位舍棄，在北(běi)側較近的(de)地方選取 3 個(gè)機位，重新進行風 電場(chǎng)設計。
