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   前言

    風(fēng)能評(píng)估、微觀選址工作是風(fēng)場建設(shè)初期最重要的工作內(nèi)容之一。 
        
    一個(gè)準(zhǔn)確、可靠的風(fēng)能和微觀選址評(píng)估報(bào)告能夠確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠運(yùn)行，并為風(fēng)場投資回報(bào)率提供了可靠的依據(jù)。
        
   我們?cè)跉W洲的同事對(duì)風(fēng)場風(fēng)能的評(píng)估誤差可以控制在 7% 之內(nèi)，而國內(nèi)的項(xiàng)目評(píng)估，綜合折減系數(shù)往往高達(dá) 30% 左右。

   為什么會(huì)有如此大的差別呢? 

   根據(jù)我對(duì)近幾年所做項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和與歐洲同事的探討，主要原因歸納如下幾點(diǎn)：

   一、現(xiàn)場風(fēng)力數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)間過短，所使用的風(fēng)力數(shù)據(jù)不具有代表性。

   風(fēng)電場建設(shè)之初，現(xiàn)場風(fēng)力數(shù)據(jù)至少需要測(cè)試 2 ～ 3 年時(shí)間，同時(shí)還要獲得風(fēng)電場附近氣象站 30 ～ 50 年風(fēng)力數(shù)據(jù)，用于對(duì)現(xiàn)場測(cè)試的風(fēng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行長期修正，以增強(qiáng)風(fēng)場評(píng)估數(shù)據(jù)的可靠性。

   但是在我國，很多項(xiàng)目為了趕工期、追進(jìn)度，業(yè)主往往對(duì)現(xiàn)場風(fēng)力數(shù)據(jù)只測(cè)試 1 年，甚至更短，也不進(jìn)行長期修正，從而造成了風(fēng)場風(fēng)能評(píng)估誤差的增加。平均風(fēng)速的誤差每增加 1%，風(fēng)場風(fēng)能的評(píng)估誤差就會(huì)增加 3%。因此，風(fēng)能評(píng)估人員在得到業(yè)主所提供的風(fēng)力數(shù)據(jù)后，一定要認(rèn)真整理分析，對(duì)漏測(cè)的時(shí)間段或測(cè)試異常的時(shí)間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以確保得到具有代表性的風(fēng)力數(shù)據(jù)，作為風(fēng)場建設(shè)的測(cè)算基礎(chǔ)。

    二、風(fēng)電場地表粗糙度定義存在誤差，增加了風(fēng)能評(píng)估的誤差。

    風(fēng)電場地表覆蓋物特征會(huì)對(duì)風(fēng)電場風(fēng)能的輸出產(chǎn)生重要的影響。森林、草原、農(nóng)田等不同地表狀態(tài)的表面粗糙度有很大區(qū)別，而我們?cè)谟?jì)算機(jī)上建立模型的時(shí)候，由于手里地圖等資料精度的影響，常常會(huì)產(chǎn)生誤差。

    因此，在建立模型之前，選址人員最好先到項(xiàng)目現(xiàn)場進(jìn)行一次實(shí)地考察，對(duì)比手里的資料是否與現(xiàn)場地貌相吻合，如發(fā)現(xiàn)誤差需要及時(shí)調(diào)整。在計(jì)算機(jī)模型上定義地表粗糙度之后還要進(jìn)行反復(fù)校核。簡單的驗(yàn)證方法是在測(cè)風(fēng)塔的位置放置一臺(tái)風(fēng)機(jī)，設(shè)定此風(fēng)機(jī)的輪轂高度和測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速儀的高度相一致，之后運(yùn)行此模型，檢查輪轂處的風(fēng)速是否和測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)風(fēng)速相一致。如此反復(fù)，直到一致為止，從而得到最優(yōu)的風(fēng)場地表粗糙度數(shù)據(jù)。

    三、等高線數(shù)據(jù)不夠精確，造成風(fēng)能評(píng)估的誤差。

    等高線的準(zhǔn)確是整個(gè)風(fēng)場模型準(zhǔn)確的前提條件， 而現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)院和業(yè)主使用 1：50000 或 1：5000 航拍地圖，將其掃描到評(píng)估軟件后對(duì)不規(guī)則等高線進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。這一過程往往會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，甚至達(dá)到 30 m 以上。如此大的誤差，尤其對(duì)于地形復(fù)雜的風(fēng)場，造成了整個(gè)模型從根本上發(fā)生錯(cuò)誤。因此，建立等高線模型之后選址人員仍需要到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察，尤其是測(cè)風(fēng)塔等關(guān)鍵點(diǎn)。

    四、測(cè)風(fēng)儀沒有定期進(jìn)行校正。
        
    測(cè)風(fēng)儀屬于高精度儀器，如果不定期進(jìn)行校正，誤差就會(huì)逐步增加。而很多業(yè)主安裝了測(cè)風(fēng)儀之后就只是等待下載數(shù)據(jù)，忽視了對(duì)測(cè)風(fēng)設(shè)備的定期維護(hù)，從而影響測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。
        
    五、沒有考慮現(xiàn)場空氣密度對(duì)發(fā)電量的影響。
        
    現(xiàn)場空氣密度下的功率曲線是風(fēng)電場發(fā)電量準(zhǔn)確評(píng)估的重要條件。空氣密度和風(fēng)功率密度成正比例關(guān)系，但標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下的風(fēng)機(jī)功率曲線和不同空氣密度下的風(fēng)機(jī)功率曲線并不是成正比關(guān)系。雖然有些風(fēng)能評(píng)估軟件在建立模型時(shí)已經(jīng)考慮了現(xiàn)場空氣密度對(duì)風(fēng)能的影響，但往往只通過簡單的比例關(guān)系進(jìn)行折減，從而影響到了風(fēng)場最終發(fā)電量的評(píng)估。
        
    六、過分依賴軟件的自動(dòng)生成功能。
       
    現(xiàn)在的風(fēng)能評(píng)估軟件大多具有自動(dòng)布機(jī)方案的功能，即設(shè)計(jì)人員輸入風(fēng)場裝機(jī)容量、風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)、風(fēng)機(jī)間間距等參數(shù)后，軟件會(huì)自動(dòng)生成布機(jī)方案，我們?cè)O(shè)計(jì)人員往往過分依賴此功能。
        
    此自動(dòng)布機(jī)方案的原理是軟件首先搜索風(fēng)電場中發(fā)電量最好的第一個(gè)機(jī)位，搜索到并固定此機(jī)位后，軟件開始搜索第二個(gè)機(jī)位，搜索到并固定此機(jī)位后，軟件搜索第三個(gè)……以此類推，最終生成整個(gè)風(fēng)電場的布局方案。然而此方案并不一定是最佳方案。雖然下圖方案 1 中山頂?shù)娘L(fēng)機(jī)發(fā)電量是最好的，但方案 1 中兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的綜合發(fā)電量并不一定比方案 2 中兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的綜合發(fā)電量高，因?yàn)槲覀儜?yīng)該考慮的是整個(gè)風(fēng)場的綜合發(fā)電量，而不能局限在某些個(gè)別風(fēng)機(jī)的單機(jī)發(fā)電量。
        
    下圖是內(nèi)蒙某個(gè)項(xiàng)目實(shí)際的微觀選址方案。
        
    方案 1 是由電腦自動(dòng)生成的，其中最好風(fēng)能的位置都已被占用；
        
    方案 2 是在方案 1 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了手動(dòng)調(diào)整，雖然放棄了部分最好的風(fēng)能位置，但方案 2 中的風(fēng)場綜合發(fā)電量卻要比方案 1 高出 6% 左右。

        由此可見，在軟件自動(dòng)計(jì)算之后一定要進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，調(diào)整后的方案往往會(huì)使整個(gè)風(fēng)電場的發(fā)電量有顯著的提高。

   七、風(fēng)機(jī)定位一定要考慮實(shí)際吊裝及風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工的可行性，以免給將來的項(xiàng)目執(zhí)行造成隱患。
        
    在微觀選址時(shí)一定要考慮將來項(xiàng)目執(zhí)行中風(fēng)機(jī)的實(shí)際吊裝及基礎(chǔ)施工的可行性，要給吊機(jī)和基礎(chǔ)施工留出施工位置。通常情況下，MW 級(jí)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)至少需要一個(gè) 20 X 20 m 的施工平臺(tái)和 40 X 40 m 的吊裝平臺(tái)，所以在地勢(shì)起伏較大的山地地區(qū)，一定要考慮周全，不要給將來項(xiàng)目執(zhí)行造成麻煩。特別在丘陵地區(qū)，更應(yīng)該注意。
       
    如下圖，基礎(chǔ) A 的位置高于基礎(chǔ) B 的位置，風(fēng)能相對(duì)會(huì)豐富一些，但施工時(shí)一定不能以丘陵頂端作為 0 米開挖，否則就會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)坐落在回填土上甚至基礎(chǔ)外露的情況。基礎(chǔ)的有效深度一定要滿足設(shè)備廠家技術(shù)要求，以避免風(fēng)機(jī)發(fā)生傾斜甚至倒塌的情況出現(xiàn)。

    八、微觀選址完成后需要定期對(duì)風(fēng)場評(píng)估結(jié)果進(jìn)行核對(duì)，找出其中誤差的原因?yàn)閷硇碌捻?xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)。
        
    各個(gè)風(fēng)場項(xiàng)目的地理地貌、風(fēng)資源狀況不盡相同，因此，微觀選址也需要不斷在實(shí)踐中累積經(jīng)驗(yàn)，以在新的項(xiàng)目中吸取教訓(xùn)，不斷減小誤差，讓風(fēng)機(jī)的效能得到最好的發(fā)揮。
        
    結(jié)束語
 
    綜上所述，前期的風(fēng)能評(píng)估、微觀選址工作是一項(xiàng)需要長期累積的風(fēng)力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并在操作中根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整并不斷累積經(jīng)驗(yàn)的工作。這樣才能充分利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源優(yōu)勢(shì)，使風(fēng)機(jī)最優(yōu)化的工作，以保證風(fēng)場投資回報(bào)率。

    Nordex 公司在微觀選址方面經(jīng)驗(yàn)豐富，并可在項(xiàng)目前期為微觀選址提供咨詢和評(píng)估，幫助我們的業(yè)主設(shè)計(jì)最佳的風(fēng)場方案。