以2#塔为代表的风电场区域,主导风向为SW,所占频率为11.80%;风能密度最大方向为NW,所占频率为18.15%。2#塔70m高度代表年的风向和风能密度方向分布如图3-3所示。
图3-3 1#、2#、3#不同高度下年风向和风能玫瑰图
图3-3 1#、2#、3#不同高度下年风向和风能玫瑰图(续)
3.5.2.1 风电机组选型
国内外风电场工程的经验表明,在风电场地形平坦、交通便利、风电机组技术可行、价格合理的条件下,单机容量越大,越有利于充分利用风电场土地,越能充分利用风电场的风力资源,整个项目的经济性就越高。在进行单机容量选择时,首先应确定一个适合于本项目的容量范围,然后在该范围内选择一种技术成熟、市场业绩良好并且经济性较高的机型。
根据目前国际上成熟的商品化风电机组技术规格和项目业主的要求,并考虑风电场的风能资源、地形和交通运输条件,初步选择WTG1000、WTG1500A、WTG1500B、WTG1500C、WTG1500D和WTG2000等6种风电机组进行比较。这6种风电机组的主要参数见表3-11,各类风电机组功率曲线如图3-4所示。以上6种风电机组,均为3个叶片,额定功率为1000~2000kW,风轮直径为55~82.9m,切入风速为2.8~4m/s,切出风速为20~25m/s,额定风速为11~15m/s,安全风速为50.1~59.5m/s,轮毂高度为61.5~85m。
表3-11 比选机型主要参数表
图3-4 各类风电机组功率曲线
通过对尾流折减,空气密度折减,控制和湍流折减,叶片污染折减,功率曲线折减,气候影响停机折减,场用电、线损等能量的折减,得到各机型综合折减系数,见表3-12。
表3-12 各机型综合折减系数表
风电场项目机型选取还需参考两个主要因素:一是选取机型年发电量大,二是选取机型总体投资小。风电场机型选择综合技术经济指标最优的机型。(www.xing528.com)
根据表3-13数据,WTG1500C风电机组在发电量、机组容量、单位度电投资三项指标与其他方案相比具有一定优势,因此选择WTG1500C风电机组作为最优方案。
表3-13 风电机组方案比较
3.5.2.2 风电机组优化布置
布置机位时需要考虑地形地貌、主导风向、主风能方向、周围建筑物等影响因素。在平坦开阔的地形条件下,风电机组宜采取矩阵及梅花状交替布置,以便减少尾流影响,在此基础上进行机位的优选。风电机组的布置、行列距的大小直接影响风电机组的发电量,一般来说行列距越大,尾流影响越小,发电量越大,行列距每增加100m,尾流影响减少1%~2%,但行列距的大小也将影响风电机组布置的数量以及集电线路和场区道路的长短,适当考虑充分利用场地的相对集中布置。具体布置时因地制宜,根据风电场地形条件、建设规模、风电机组的型号及装机的台数进行优化布置,实现在有限的范围内达到最大的上网发电量和最低成本的目标。
风电场场址地势起伏明显,多丘陵,不太适宜按梅花形阵列多排方式布机。为了机型选择的公平性,尽量使各种机型发电量最大化,因此,利用WAsP、WindFarmer软件等工具对场址风能资源进行分析,寻找风能资源丰富、具有开发价值的布机点,对各机型进行优化布置,机组行列距离保持在5倍风轮直径以上。根据风电场整体布置原则,进行发电量的初步计算,使风电场整体布置比较合理,且发电量指标较高。
分析得到的风电场风能资源分布图如图3-5所示。初步优化后风电机组布置图如图3-6所示。
图3-5 风电场61.5m风能资源分布图
图3-6 WTG1500C风电机组布置图
3.5.2.3 风电场优化总体布置
根据以上初步选定的风电机组机型及机组数量,对风电场机组进行进一步优化布置,确定风电机组最佳布置方案,以获得较大发电量和最优经济效益为原则,既要保证风电机组间距以减小尾流损失,又要注意风电机组的相对集中布置以降低集电线路及道路的投资;不仅考虑每个机位最优,而且考虑各风电机组之间的相互影响,以使风电场出力最大,效益最好。在选定的机型基础上,对WTG1500C风电机组布置进行了进一步优化,得到最终风电机组坐标见表3-14。
表3-14 风电机组优化布置最终坐标
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