风电场噪声问题研究

2022-03-01徐以强

上海节能 2022年2期

0 引言

2020年9月22日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，CO

排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在“30·60”目标指引下，400多家全球风能企业代表共同发布《风能北京宣言》，并提出为实现碳达峰和碳中和目标，“十四五”期间中国风电年均新增装机应达到5 000万kW，“十四五”期间新增2.5亿kW，到2060年要实现30亿kW装机容量的风电开发。

随着风力发电的大力发展，风力发电机组距离我们的生活也越来越近。但风力发电机组的噪声问题，至今尚未彻底解决。由于风力发电机组运行于开放的大气环境中，其产生的噪声对周边人群产生影响，风电场附近居民对风力发电机组产生噪声干扰的投诉也越来越多。因此有必要了解和掌握风电场噪声污染的规律，利用可行措施降低噪声，从而使风电的使用更环保、与周边居民更和谐。

本文对风电场风力发电机组的噪声进行研究，为解决风电场的噪声问题提供可行措施。

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1 风力发电机组的噪声来源

风力发电机组运行过程中，因气流作用及转动部件的摩擦，叶片及机组部件会产生较大的噪声。风力发电机组产生的噪声主要有机械及结构噪声、气动噪声和辅助设备噪声。

机械及结构噪声主要包括齿轮啮合的噪声，轴承转动噪声，风机部件摩擦引起振动产生噪声，电机转动产生振动噪声，辅助设备、散热器运行噪声等。

气动噪声主要是叶片旋转时叶尖与空气摩擦产生的噪声，随着风速的增大而增强。并且不同的空气湍流也会产生不同的噪声。气动噪声还与叶片的空气动力特性有关，叶片的翼型、扭转、几何外形等，叶片的清洁程度、是否结冰，以及机组的变桨控制等都会不同程度地影响气动噪声的大小。由于此噪声在空气中，随风速增大而增强，与风本身的噪声难以分离。

辅助设备噪声主要是由通风机、散热器等辅助设备产生的噪声。

图1为风机各子系统对整机声功率级的贡献水平，由此可知，风机噪声的主要贡献者是叶片气动产生的噪声，因此大部分降噪技术都是针对风机叶片气动噪声进行优化。

2 风电场噪声限值规定

2.1 国内规范规定

目前，国内针对风电场噪声排放的标准有电力行业标准《风电场噪声限值及测量方法（DL/T1084-2008）》

和国家标准《工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348－2008）》

。

《风电场噪声限值及测量方法（DL/T1084—2008）》规定风电场在不同区域类别的噪声限值应不超过规定的排放限值。列举了0-4和其他共六类区域的噪声限值，见表1。

《工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348－2008）》规定工业企业厂界环境噪声不得超过规定的排放限值。区分了0-4共五类区域的噪声限值（见表2）。

根据国家标准《声环境质量标准(GB3096－2008)》

，按区域的使用功能特点和环境质量要求，声环境功能区分为以下五种类型：

1）0类声环境功能区指康复疗养区等特别需要安静的区域。

2）1类声环境功能区指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域。

3）2类声环境功能区指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域。

4）3类声环境功能区指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域。

5）4类声环境功能区指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域，包括4a类和4b类两种类型。4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通（地面段）、内河航道两侧区域。4b类为铁路干线两侧区域。

综合上述三个规范的要求，风电场噪声影响较大的居民住宅应该按1类声环境功能区考虑，执行昼间55 dB夜间45 dB的标准。

2.2 其他国家规定

3）大气条件有利于噪声传播。

（1）住宅、避暑别墅等：39 dB（风速8 m/s）和37 dB（风速6 m/s）。

（2）野外住宅：44 dB（风速8m/s）和42 dB（风速6 m/s）。

敏感性药物是治疗家禽大肠杆菌病的主要药物，因此，为了确保获得良好的治疗效果，需要严格筛选敏感性药物。筛选时，要将病变的组织放置在营养基上，并确保营养基处于无菌环境中。然后，做出相应的标记，将其放置在37℃的恒温恒湿培养箱中培养12 h。最后，利用直尺对菌落圈的大小进行测量，从而确定对药物的敏感性。试验结果显示，敏感药物为磺胺六甲氧嘧啶钠。

（1）1 200~1 700 ft（365.76~518.16 m），相当于40~50 dB的噪声限值。

3）德国

（1）“安静地区”[35 dB]：1 000~1 500 m。

（2）“中部地区”[40 dB]：600~1 000m。

（3）“标准区域”[45 dB]：300~600 m。

4）世界卫生组织（欧洲地区）

建议降低风机产生的噪声水平，风力发电机组噪声低于45 dB，风力发电机组高于这一水平可能导致不良健康影响。

2.3 相关研究进展

对于风机噪声限值标准，Jim Cummings

等对此进行了研究。结合美国各州风电场附近村庄居民对风机噪声的投诉、不同地区的情况等因素，得出了部分结论：

1）电力方面，1985年上海各电力企事业单位联合组建上海市电力公司，1986年底改制成立上海市电力工业局，全面负责制订并实施上海市电网规划工作，对上海其他电力企业实行行业管理。2000年，根据《国务院办公厅关于电力工业体制改革有关问题的通知》，市电力工业局电力行政管理职能移交市计委、市经委承担，并启动“厂网分开、竞价上网”试点。

3）对于噪声很敏感区域，需结合背景噪声情况，有条件应控制风电场噪声限值为35 dB。

2）对于背景噪声较高，居民分布较少的地区，对于风机噪声的容忍度会更高，可以考虑按固定标准45 dB。重要的是要考虑到农村居民地的性质，为风机选址提供参考。

2）几何扩散——当噪声半球从其点源向外传播时噪声能量分布在与距离平方成正比的区域上。

2.4 结论

1）风机噪声是否会引起干扰与该区域的其他环境噪声密切相关。附近的交通、海浪或其他自然环境噪声等会掩盖风力发电机组产生的噪声。如果周围都是那些很少发出噪声、看重安静的居民，那么风机发出的噪声即会成为干扰。但如果周围地区都是经常使用噪声大的机器的工人、农民，那么风机的噪声必须达到更高的分贝，才能比周围环境的噪声更大，从而成为干扰。

2）经过对国内外相关规定的研究及研究结论的分析讨论，通常居民住宅区域按照45 dB的噪声限值考虑是比较合适的。

经过对两组疗效进行对比，结果显示观察组治疗口腔溃疡的总有效率比对照组显著更高（P＜0.05）。详见表1。

1）由于大部分安静的农村地区背景噪声在25~35 dB左右，当新的噪声声源超过背景噪声5 dB时，部分最敏感人群会进行投诉；当新的噪声声源比背景噪声大10 dB时，关于噪声的投诉会变得很普遍，40%居民会进行投诉。因此建议风电场噪声限值为35 dB，建议避让距离为3 000 ft至四分之三mi（约914.4~1 200 m）。

3 风电场噪声避让距离建模计算

3.1 风机噪声传播规律

一般情况下，距风机100 m以内，噪声衰减较快。距风机100 m以外，噪声衰减缓慢。噪声衰减趋势见图2。

拉丁舞是体育与舞蹈的结合，其表现形式既与其它舞蹈有相同之处，又具有自己独特的风格。拉丁舞包括缠绵浪漫、柔媚抒情的伦巴，活泼欢快、诙谐有趣的恰恰，摇曳摆颤、热情奔放的桑巴，刚健英武、澎湃激昂的斗牛舞和舞步轻盈、风趣幽默的牛仔舞共五个舞种。

3.2 项目概况

本项目为山东丘陵地区风电项目，安装14台2.5 MW风力发电机组，叶轮直径141 m，轮毂高度125 m，如图3所示。附近居民区较多，有必要对噪声影响进行初步分析，避免后期噪声投诉等不良影响。

3.3 软件介绍

OpenWind是目前计算风电场噪声影响较为常用的软件。该软件采用的噪声模型基于ISO9613-2标准，该标准主要用于工业噪声的传播与衰减。

ISO9613-2标准有四个假设条件：

1）所有的噪声源都经过处理作为点源。

2）所有噪声传播方向与风方向相同。

本计划第二天清晨永远离开秦川，可是现在，艾莉突然想在这里多住几天。很显然女人不过将她当成一个试图混进豪宅的女孩——煮咖啡，煮牛奶，洗刷餐具，洗刷马桶，拿不菲的薪水，住豪华的房子……然后，趁女主人不注意，与男主人调情或者偷情——艾莉相信这样的生活对很多年轻并且贫困的女孩极具吸引力。现在她必须让女人相信她是秦川买来的充气娃娃——工厂出来的产品，供男人发泄性欲的玩具。她对他们的生活不会造成丝毫影响。

1）丹麦

4）地面以上3～11 m高度的风速在1～5 m/s之间。

ISO9613-2标准考虑了几种类型的衰减：

1）大气-噪声能量转换为热量。

2）美国、加拿大

乡村治理视角主要从土地相关问题与乡村治理之间关系出发，探讨土地流转之后，农民的生活和农业生产所发生的变化，及其对村庄治理结构所产生的影响[12]。如有研究认为，与土地流转这一过程相伴随的是，早期建立在血缘或地缘等基础之上的互惠机制被瓦解，乡村社会内部逐渐失去了行动者相互之间的权利义务关系[13]，农村内部建立起来的社会秩序或地方性的行为规范也在政府推动的大规模土地流转中被解构[14]。也有研究认为，地方政府出于完成任务或是政绩的考虑，积极推动土地流转，在行政推动作用下，乡村社会中自然形成的非完全竞争市场被扭曲，由此加剧了农民与基层政府之间的紧张关系，进而影响乡村治理[15]。

一号煤矿厂务公开以职工代表大会为基本形式，丰富公开形式，充分发挥企业发展中最活跃的因素——“人”的积极性，紧紧围绕企业发展目标，以厂务公开为契入点，为民主管理注入新的血液，“建”规范，“全”制度，不断深化企业民主管理，依法保障职工的知情权、参与权、监督权，有效地促进了企业经济持续健康快速发展，企业管理进入良性循环，实现了企业发展与职工利益的双赢。

从检测结果可以看出：本高速公路通车运营一年后路面产生了一定数量的微裂缝，随着通车年限的增加，裂缝数量没有持续增加，这是因为连续配筋混凝土路面产生的微裂缝分散面板开裂，同时路面板内钢筋也承受了一定的收缩应力；裂缝平均宽度在通车两年内没有出现变化，之后便开始减小，这是因为早期裂缝出现后，随着时间延长，路面板内的水泥继续水化并析出水化物积聚填充微裂缝，从而使裂缝平均宽度减小。综上所述，连续配筋混凝土路面具有良好耐久性能、稳定性能，通车运营3年后仍保持较好的路用性能，推荐其作为高速公路路面结构推广使用。

2.4 人力因素农村青壮年或赴沿海发达地区及周边大中城市务工，或因学校撤并为方便孩子入学选择进城务工，管护梨园的主要是六七十岁的老梨农，管理水平不高，梨果品质逐年下降，收入逐年下滑。当地果业系统中，许多梨树栽培管理经验丰富的老技术员已经退休或面临退休，年轻技术干部实践技能不足，难以有效指导生产。

3）地面影响——软地面往往会吸收噪声能量，而硬地面则会反射噪声。当靠近噪声源和接收者时，这一点尤为重要。

4）在ISO9613-2标准的噪声模型中，风力发电机组被称为“噪声源”，并且在我们计算噪声等级时任何一点都被认为是“接收者”。

OpenWind软件提出了几个额外的简化假设：

1）由于风力发电机组噪声源位于空中，噪声反射可以忽略。

2）风力发电机组是空中的声源，因此可以忽略障碍物。

3）噪声传播没有特定方向。

4）目前软件未能考虑地形对噪声的阻挡作用以及植被对噪声的吸收作用。

3.4 建模计算

本次利用OpenWind软件，对本项目噪声进行模拟分析，计算的风电场噪声等值线如图4所示。由图4和表3可知，除个别独立大棚外，所有机位点均满足45 dB的噪声限值要求。但若按照35 dB的噪声限值要求，仅小部分机位点满足。

“我们那很少有人喝矿泉水的，太贵了，一瓶水值20个空瓶子。”秦风再继续说时，我忍不住打断他：“赶紧走吧，天都快黑了。”

由于F10机位比较独立，该机位不受其他风机噪声叠加影响，本风机噪声达到45 dB避让距离为350 m，较符合目前主流风机厂家的推荐噪声避让最近距离。但若按照噪声35 dB的严格要求，避让距离须达到990 m，接近1km，与国外研究学者结论接近。

1.3 结果 Ⅰ～Ⅱ度患者经对症处理后20～30 min过敏症状消失。Ⅲ度患者经抗过敏治疗后，30～60 min过敏症状消失。34例紫杉醇过敏反应患者病情稳定，并继续输注余下紫杉醇药液，输注中无不良反应发生，顺利完成了化疗的疗程。

由于风机集中区域的噪声存在相互叠加影响，风机集中区域的噪声限值避让距离大幅增加。F49、F50这两台风机的区域噪声达到45 dB避让距离为470 m，噪声达到35 dB的避让距离为1 300 m；F44、F45、F46、F47这四台风机的区域噪声达到45 dB避让距离为475~480 m，噪声达到35 dB的避让距离为1 600 m；F32、F33、F35、F37、F38、FB3、F41这七台风机的区域噪声达到45 dB避让距离为360~600 m，噪声达到35 dB的避让距离为1 350~1 800 m。