5 兩個實例
本文以兩個工程實例說明“順向漸遠”法的應用。
(1)國電凌海勝利風電場工程
國電凌海勝利風電場屬分期開發的二期工程,2009 年竣工發電,安裝有33 臺單機容量1500kW 的風電機組。工程范圍13km2,沿海灘涂地貌。
風能資源的分析結論表明,其50m 離地高度代表年平均風速6.51m/s,風功率密度為299W/m2。主要風向為SSW ~ SW,占總風能頻率的37.5%。
圖2 為該工程的風電機組平面布置圖。圖上B 字頭為本期工程機位(C 字頭機位屬三期工程)。考慮到場區高程差很小,地形平坦,而且場區內村居、道路及輸電線路等需要避讓的地物較多,直接應用如WindFarmer 等商用計算軟件并不便利,其微觀選址的布機選位就主要使用了“順向漸遠”法。從布機成果看到,其大部分機位是按照順風向垂直直線排列,行間距依次加大,逐行增大比例約為1.08。
該工程竣工發電后的運行數據基本表現出了與之前分析的某種一致性。
(2)國電濰坊濱海風電場工程
國電濰坊濱海風電場位于濰坊濱海開發區的近海灘涂,北向面對萊州灣,場區風能方向基本以NE 和S 為主,合計頻率超過40%。
該工程計劃安裝16 臺單機容量為3MW 的風電機組,擬利用穿越岸線的跨海公路的一側布置風電機組。這種借用公路等已有設施一字式的布機方式并不多見,而比較巧合的是,所利用的該段跨海公路基本由兩個走向的路段組成,且其兩個走向很接近場區的主要風能方向,南段NE-SW 走向,北段NNE-SSW。
鑒于上述場區的風向和地形特點,風電機組布置還要兼顧外形美觀,與當地環境和諧一致,本工程的微觀選址主要使用了“順向漸遠”法的原則和思想。場內南北兩段的機組排列間距,分別以兩個相近的數學級數計算并賦值。南段機組自上至下逐個間距漸遠,為北段機組自下而上逐個漸遠,為分析已有計算結果可以認為,此種“順向漸遠”布機對于降低并均化機組尾流是有意義的(圖3)。
目前該工程尚在建設中,但南段機組因征用土地問題可能移往他處。“順向漸遠”法的應用效果將在機組投入運行之后得以進一步檢驗。
6 結語
“順向漸遠”法應用于風電場微觀選址過程,有益于提高風電場全場風電機組的整體能量轉換效率,也有益于在全場范圍取得一個相對較小的平均尾流效應,進而有益于保持全場風電機組的荷載均衡性和運行維護效率。
現階段,在以商業軟件作為主要工具的風電場微觀選址慣常工作中,適當輔以“順向漸遠”等符合理性思維的經驗成果是必要且有益的。
參考文獻
[1] Garrad Hassan and Partners Ltd, WINDFARMER Theory Manual, May 2009.
作者簡介
楊建設(1956 -),男,碩士研究生,教授級工程師,一直從事風力發電相關工作。