风电工程设计中的重要环节及应注意的问题

李庆庆 王家元

摘要：作为风电场建设的一个十分重要的环节，风电工程设计的合理性直接关系着风电场建设的质量。而要想保证风电场建设的质量，就必须要高度重视风电场的选址。本文就针对风电工程设计中的重要环节以及需要注意的问题进行了具体的研究。

关键词：风电工程;设计;重要环节;注意;问题

近几年，随着全球矿产资源数量的逐渐减少，风力发电的方式也开始受到了各方面的关注，作为人口大国，我国政府也开始注意到了风力发电这种经济节能的方式。我国政府已经明确做出指示，要重视太阳能、风能等可再生资源的开发和使用。而随着我国风电场数量的逐年增加，风电场建设的选址、开发策略、开发的方式等也开始受到了电力企业的关注，本文就对此进行具体的研究。

1风电工程的选址原则

1.1风电工程宏观选址的基本原则

第一，要选择风能资源丰富的地区。风电工程选择的地址需要具有較高的风速，一般情况下每秒的风速一般不得小于5米，每立方米的风功率密度必须要高于150W[1]。所选地区的风向需要尽可能地保持稳定，提升机组布置位置的效率。一天的不同时段的风速变化和一年不同季节的风速变化要尽可能地保持稳定，降低风电对电网产生的不利影响。

第二，风电场的建设位置的选择一定要充分考虑国家的长期发展规划，符合国家制定的产业政策。

第三，要能够充分满足并网的需要。风电场的选址距离电网不宜太远，降低电能输送过程中电路的磨损以及电力输送的成本。要考虑到电网的结构和容量，风电场的规模要符合当地的实际情况，切忌贪多求大，造成资源的浪费。

第四，要方面施工和交通工具的通行。风电场的选址必须要具备良好的交通条件，施工设备、风电机组、施工需要的其他材料、设备都要通过交通工具运输进场，因此必须要保证材料运输的相关车辆能够正常通行。场内要有施工材料、设备存放的条件，进而保证工程能够顺利开展。

第五，要有较高的投资回报率。

第六，工程的建设不能以破坏环境为代价，要在保护好环境的基础上进行风电工程建设。

1.2风电工程微观选址的基本原则

风电机组的布置要尽量集中，尽可能的减少风电场的占地面积。采取集中布置风电场的方式，尽可能地缩短场内道路和电缆的长度，节约工程的成本，降低在电力传输过程中线损的速度。

2并网风电机型的选择

2.1并网风电机型选择的基本原则

第一，要符合风电场当地的气候条件。《风力发电机组安全要求》根据风力发电机组所在地区的年平均风速、年最大风速、湍流强度等指标将风电机组划分成了4个安全等级，针对特殊的设计还特别划分出了一个S级[2]。在选择并网风电机型的过程中，必须要考虑到风电场选址的安全等级，此外，还需要考虑到当地的气候条件，北方地区可以考虑选用低温型机组，南方地区则可以考虑选用标准型机组。而在沿海地区，由于气候比较湿润，在选择风电机型的时候还需要考虑到绝缘和防腐等方面的问题。

第二，要满足风电场址的交通运输问题。

第三，要能够满足风电机组的未来发展要求。在选择并网风电机型的过程中，要尽量选择使用了变浆变速技术的机型，单机需要有较大的容量，这样，在满足当地用电量需求的前提下，尽可能地减少风电机组的数量，缩小风电场的面积，进而有效地降低风电场的建设成本。

第四，风电机型的价格也是工程设计人员必须要考虑的一个十分重要的因素。价格主要包括风电机组整体以及相关的配套设备的支出，价格过高，会直接抬高工程的造价，价格过低，要考虑设备的质量。

第五，售后问题。要综合考量其他用户对厂家售后的评价，看厂家是否有专门负责售后服务的部门。

2.2并网风电机型选择的步骤以及需要注意的问题

第一，要考虑到当地的气候条件，很据当地的气候情况确定备选机型。

第二，在正式确定备选机型之前，可以使用WASP软件对发电量进行初步的估算，看发电量能否满足当地以及周边地区的用电需求。

第三，要做好备选机型以及相应配套机型的预算，计算发电量以及投入的产出比。

3对风电场的上网电量进行计算的方法

3.1对风电场标准状态下的理论发电量进行计算

现阶段，风电机组的发电量一般情况下都是使用WASP软件进行估算，按照适当比例进行折减之后就是风电场的上网电量。在正式开始计算之前，需要做好以下的准备工作：

第一，要准备好数字化地图。地图边界距离任意发电机组的距离不得小于5千米，而如果机位附近有水源，则距离不得少于10千米，尽可能地保证计算的精度[3]。

第二，侧风站测量出来的风向、风速、高度等都需要根据实际情况进行必要的修正。

第三，要提前和风电机组的厂家取得联系，明确选定机型的推力曲线、功率曲线。

第四，风电场范围内的障碍物的体积。孔隙率、位置等都会影响发现的速率。

做好以上几项工作之后，就可以对风电场年理论发电的数量进行测算。

3.2在计算风电场上网电量的过程中需要注意的问题

第一，在输入粗糙度线的过程中，要尽可能地从西方的位置开始输入。此外，输入完毕之后，要对输入的粗糙度线进行检查，保证输入的粗糙度线是闭合的状态。

第二，地图的大小要合理。要保证图幅的面积，在输入等高线的过程中一定要认真进行检查，防止出现等高线交叉的问题，此外，输入的等高线必须要是闭合的状态，尤其要将山脊和山峰的高程标注出来。

第三，可以利用软件进行尾流影响的修正。如果使用的是WASP8.0以上的版本，技术人员就可以直接利用软件测算尾流影响的系数，在此技术上对标准电量进行折减，而对于尾流修正的工作，也可以直接通过软件来进行。

第四，要对空气的密度进行必要的修正。由于风电场地区的空气密度和和普通地区的空气密度普遍存在较大的差异，因此在对风电场的上网电量进行计算的过程中，需要对空气的密度的进行必要的修正，才能有效地提升计算的精度。

4 结语

综上所述，风电工程设计是一项十分复杂的工作，设计人员在设计的过程中不仅要考虑到宏观的问题，在细节的问题上也需要给予更多的关注。本文结合实际的工作经验，提出了一些在设计过程中应该注意的问题，希望能为各位同仁提供一些参考。

参考文献：

[1]张吉薇.风电项目设计质量管理研究[D].华北电力大学，2015.

[2]杨德清，乔兵，李威杰，王景涛，王强.风电工程可研阶段设计策划的几点总结[J].风能，2014（03）：54-57.