風(fēng)力發(fā)電場新建工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 離約 2200 按照 ****風(fēng)力發(fā)電場遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃，總裝機(jī)容量為 49500 千瓦。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，該風(fēng)力發(fā)電場需通過 66 千伏系統(tǒng)向地區(qū)電網(wǎng)供電。 由于本期工程安裝49500 千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，因此，需在風(fēng)電場內(nèi)建設(shè)一座 66 千伏升壓站，及66 千伏線路（采用 LGJ240 導(dǎo)線），通過 220 千伏 ****變電所聯(lián)網(wǎng)。 目前縣級公路已修建至場址附近，場址處距 ****市區(qū) 約 9 公里。綜上所述****風(fēng)電場具備建設(shè)大型風(fēng)電場的資源條件和良好的外部條件，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，本期工程安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均布置于規(guī)劃場區(qū)內(nèi)的山梁上。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝位置詳見“風(fēng)機(jī)安裝布置圖”。 3 風(fēng)資源分析 ****風(fēng)電場位于鐵嶺 ****市高力溝村南北兩側(cè)的丘陵地帶，地理座標(biāo)東經(jīng)123? 30?，北緯 42?25?。該場址是 省電力有限公司組織有關(guān)專家和領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過多次實(shí)地考察，綜合考慮了地形、氣候、地質(zhì)等自然條件和道路、電網(wǎng)、土地利用狀況等社會條件之后選定的風(fēng)電場場址。為詳細(xì)掌握風(fēng)電場的風(fēng)能資源， 省電力有限公司綜合計(jì)劃部委托 省氣象能源開發(fā)應(yīng)用研究所承擔(dān)該風(fēng)電場場址的風(fēng)能資源實(shí)測與分析工作。場址的測風(fēng)從 2020 年 9 月 28 日開始，至 2020年 9 月 30 日，完成了一個年度的測風(fēng)工作。根據(jù)風(fēng)電場建設(shè)需要，又從 2020年 10 月 1 日至 ****年 9 月 30 日進(jìn)行了第二年度測風(fēng)資料的采集。本報(bào)告將對風(fēng)電場所在地區(qū)的氣候概況、場址風(fēng)能資源實(shí)測狀況進(jìn)行分析和評價(jià)。 氣候概況與測風(fēng)背景 位于 ****風(fēng)電場西北方向約 11km 處的法庫縣氣象站是距風(fēng)電場最近的氣象站，其地理座標(biāo)為 123? 24?E，北緯 42? 30?N，是風(fēng)電場附近的長期氣象觀測站。這里將以法庫縣氣象站的氣象觀測數(shù)據(jù)為代表分析風(fēng)電場附近地區(qū)的氣候概況與測風(fēng)背景。 氣候概況 風(fēng)電場附近地區(qū)屬遼河平原北部低丘地帶，靠近內(nèi)蒙和吉林省，位于我國 “三北”風(fēng)帶上，是風(fēng)能資源豐富的地區(qū)之一。該地區(qū)常年多風(fēng)，適合風(fēng)能資源開發(fā)利用，并尤以春季風(fēng)速大。從法庫縣氣象站累年平均風(fēng)速看（表 ），該地區(qū)年平均風(fēng)速為 ， 4 月風(fēng)速最大，達(dá)到 ； 8 月風(fēng)速最小，為。 SSE 風(fēng)是該地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向（表 ）， SSW、 S 風(fēng)次之，可以說，偏南風(fēng)是這里的明顯優(yōu)勢風(fēng)向。 表 法庫縣氣象站累年（ 1971~2020）平均風(fēng)速（ m/s） 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年 風(fēng)速 表 法庫縣氣象站多年平均風(fēng)向頻率（ %） 風(fēng)向 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW C 頻率 風(fēng)電場處于北 溫帶半濕潤大陸性氣候 區(qū)， 受季風(fēng)影響，夏熱多雨 、 溫差較大 、 日照充足 、 四季分明 。由表 可見，法庫地區(qū)的年平均氣溫為 ℃，年平均氣壓為 ，年平均相對濕度為 63%。 表 法庫縣氣象站累年（ 1971~2020）各月氣溫、氣壓、相對濕度值 要素 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年 氣溫（℃） 氣壓（ hPa） 相對濕度（ %） 59 54 50 51 53 67 81 81 72 63 61 60 63 法庫地區(qū)的其它相關(guān)氣象要素情況如下： ? 極端最高氣溫 ℃，極端最低氣溫 ℃ ? 年平均降水量 ? 年平均水汽壓 ? 年平均雷暴日數(shù) 32 天，最多 48 天，最少 19 天 ? 19712020 年間最大風(fēng)速為 ? 50 年一遇 10 分鐘平均最大風(fēng)速為 測風(fēng)背景分析 圖 31 是法庫縣氣象站 1971~2020 年的歷年年平均風(fēng)速變化圖。可以看出， 30 多年來該地的風(fēng)速基本呈現(xiàn)“高 低 高 低”的階段性變化，且1996~2020 年的 8 年是明顯風(fēng)速偏大的階段（均超過 ）。其中， 1996年風(fēng)速最大，達(dá)到 ； 2020 年風(fēng)速最小，僅為 。表 4 也列出1971~2020 年的逐年平均風(fēng)速。 表 法庫縣氣象站 1971~2020 年的歷年 年平均風(fēng)速 (m/s) 年 風(fēng)速 年 風(fēng)速 年 風(fēng)速 年 風(fēng)速 1971 1980 1989 1998 1972 1981 1990 1999 1973 1982 1991 2020 1974 1983 1992 2020 1975 1984 1993 2020 1976 1985 1994 2020 1977 1986 1995 2020 0123451971 1976 1981 1986 1991 1996 2020風(fēng)速(m/s)圖 31 法庫縣氣象站 1971~2020 年逐年平均風(fēng)速變化直方圖 1978 1987 1996 1979 1988 1997 表 是測風(fēng)期間法庫縣氣象站各月及年平均風(fēng)速。從中可以看出，測風(fēng)期間兩個年度的平均風(fēng)速均為 m/s，小于多年平均風(fēng)速，而且第二個年度的風(fēng)速更小。表明風(fēng)電場測風(fēng)期間是在年平均風(fēng)速明顯小于多年平均風(fēng)速的氣候背景下進(jìn)行的。 表 法庫縣氣象站 ~****.9 各月平均風(fēng)速（ m/s） 月 份 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 年 ~ ~****.9 平 均 風(fēng)能資源實(shí)測結(jié)果分析 測 風(fēng)方法 在風(fēng)電場設(shè)置兩個測風(fēng)點(diǎn)：一點(diǎn)在高力溝村南側(cè)丘陵上立一 50m高測風(fēng)塔，在塔的 50m、 30m、 10m 三個高度分別裝測風(fēng)儀，即可直接測出風(fēng)電機(jī)輪轂高度（ 50m）處的風(fēng)能資源情況，又可以了解風(fēng)能隨高度的變化情況；另一點(diǎn)在高力溝村北側(cè)丘陵上立一 10m 高鐵桿，在桿頂安裝一臺測風(fēng)儀。設(shè)置兩個測風(fēng)點(diǎn)可較全面了解該風(fēng)電場南北兩條東西走向丘陵帶的風(fēng)能資源情況。 測風(fēng)使用的風(fēng)向風(fēng)速感應(yīng)儀為上海氣象儀器廠生產(chǎn)的 EL 型風(fēng)向風(fēng)速儀。記錄部分為山東恒生電器有限公司生產(chǎn)的 ZFJ 型風(fēng)力記錄儀。感應(yīng)器和記錄儀之間由 12 蕊電纜連接。記錄 儀與微機(jī)連接后利用專用軟件直接讀取測風(fēng)數(shù)據(jù)。 測風(fēng)內(nèi)容為全年每日逐時(shí)的風(fēng)向、風(fēng)速。風(fēng)向?yàn)?16 個方位；風(fēng)速精確到 米 /秒。每 20 天左右從記錄儀中讀取一次測風(fēng)記錄。 兩年度內(nèi)測風(fēng)點(diǎn)位置、測風(fēng)所使用的儀器、測風(fēng)內(nèi)容完全相同。 各月及年平均風(fēng)速 統(tǒng)計(jì)得到兩測點(diǎn)的月及年平均風(fēng)速如表 。圖 32 為對應(yīng)的各月平均風(fēng)速直方圖。 表 ****風(fēng)電場第一年度各月及年平均風(fēng)速（ m/s） 月份 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 年 塔 50m 高度 塔 30m 高度 塔 10m 高度 桿 10m 高度 表 ****風(fēng)電場第二年度各月及年平均風(fēng)速（ m/s） 月份 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 年 塔 50m 高度 塔 30m 高度 塔 10m 高度 桿 10m 高度 從表 可以看出，風(fēng)電場春季風(fēng)速較大，其中，第一年度以 2~5 月風(fēng)速偏大，第二年度 3~5 月為風(fēng)速偏大期，且均以 4 月風(fēng)速最大。兩年里， 10m 桿處的風(fēng)速均大于測風(fēng)塔所處位置 10m 高度處的風(fēng)速，并與塔 30m 高處的風(fēng)速接近，這種差異主要是因?yàn)轱L(fēng)電場北側(cè)丘陵測風(fēng)點(diǎn)位置（桿）高于南側(cè)測風(fēng)點(diǎn)（塔）30m 左右所造成的。塔上各高度上的風(fēng)速差異在兩年中基本相似，塔 50、 30m高處年平均風(fēng)速比塔 10m 高處分別大 、 。 兩年間兩測點(diǎn)各高度處的年平均風(fēng)速第二年度均較第一年度小~，各月的風(fēng)速也普遍偏小。最小風(fēng)速出現(xiàn)月份在兩個年度中也有所不同，第一年度以 8 月風(fēng)速最小，第二年度以 12 月風(fēng)速最小。兩年間的 1 8 月風(fēng)速差異較大。比較風(fēng)電場的測風(fēng)背景可知，這些差異在法庫縣氣象站中也基本存在，說明兩年度的差異主要是氣候的年際變化造成的。比較而言，雖然兩個年度里風(fēng)速存在一些差異，但主要特征相似，且 10m 高處的最小年平均風(fēng)速也超過 m/s，已達(dá)到風(fēng)能資源豐富的標(biāo)準(zhǔn)。 風(fēng)速頻率分布 統(tǒng)計(jì)得到兩測點(diǎn)各等級風(fēng)速頻率分布如表 。圖 33 為對應(yīng)的風(fēng)速頻率分布直方圖。 表 ****風(fēng)電場第一年度風(fēng)速頻率（ %） 風(fēng)速（ m/s） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 塔 50m 高度 塔 30m 高度 塔 10m 高度 桿 10m 高度 表 ****風(fēng)電場第二年度風(fēng)速頻率（ %） 風(fēng)速（ m/s） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 塔 50m 高度 塔 30m 高度 塔 10m 高度 桿 10m 高度 塔高 50m 處， 3~7m/s 風(fēng)速出現(xiàn)頻率較大。其中，第一年度 4m/s 風(fēng)速出現(xiàn)頻率最大，占 %， 8m/s 及其以上風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)間超過 3200 小時(shí)， 10m/s 及其以上風(fēng)速全年出現(xiàn) 1800 小時(shí)以上；第二年度 5m/s 風(fēng)速出現(xiàn)頻率最大 ，占 %，10m/s 及其以上風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)間多于 1500 小時(shí)，低于第一年度。 塔高 30m 處， 3~6m/s 風(fēng)速出現(xiàn)頻率較大。其中，第一年度 3m/s、 6m/s 風(fēng)速出現(xiàn)頻率最大，分別占 %；第二年度 4m/s 風(fēng)速出現(xiàn)頻率最大，占 %。但大于等于 10m/s 的風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)間第二年度仍小于第一年度。 塔高 10m 處， 2~6m/s 風(fēng)速出現(xiàn)頻率較大。其中，第一年度 3m/s 、 5m/s風(fēng)速出現(xiàn)頻率最大，分別占 %；第二年度 4m/s 風(fēng)速出現(xiàn)頻率最大，占 %。 10m 桿處，兩年度均以 5m/s 風(fēng)速出現(xiàn)頻率最大 ，分別占 、 %， 10m/s及其以上風(fēng)速小時(shí)數(shù)分別為 1500、 1100 小時(shí)以上。 比較而言，風(fēng)速出現(xiàn)頻率較大的風(fēng)速段在兩個年度中基本相當(dāng)，但超過10m/s 的風(fēng)速第二年度較第一年度少，說明第二年度風(fēng)速偏小主要是較大風(fēng)速出現(xiàn)得較少。 風(fēng)向頻率分布 統(tǒng)計(jì)得到兩測點(diǎn)的風(fēng)向頻率分布如表 。圖 34是對應(yīng)的風(fēng)向頻率分布圖。 表 ****風(fēng)電場第一年度風(fēng)向頻率 (%) 風(fēng) 向 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW C 塔 50m 高度 塔 30m 高度 塔 10m 高度 桿 10m 高度 表 ****風(fēng)電場第二年度風(fēng)向頻率 (%) 風(fēng) 向 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW C 塔 50m 高度 塔 30m 高度 塔 10m 高度 桿 10m 高度 從表 可見，風(fēng)電場以 N 風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，出現(xiàn)頻率在 ~%之間，且第二年度均小于第一年度 。兩測點(diǎn)各高度處的次多風(fēng)向均為 SW 風(fēng)，出現(xiàn)頻率為 ~%。總體看來，風(fēng)電場以 N、 SW、 SSW 風(fēng)居多， ENE、 E、 ESE、 SE、 SSE 風(fēng)向出現(xiàn)較少。兩年度風(fēng)向頻率特征基本相似，居多風(fēng)向體現(xiàn)了風(fēng)電場處于東亞季風(fēng)區(qū)的特征，即冬季盛行北風(fēng)，夏季盛行西南風(fēng)和西南偏南風(fēng)。 風(fēng)速的日變化 表 是統(tǒng)計(jì)得到的兩測點(diǎn)各高度風(fēng)速的日變化情況。圖 35 是對應(yīng)的風(fēng)速日變化直方圖。 表 ****風(fēng)電場第一年度逐時(shí)平均風(fēng)速 （ m/s） 時(shí) 間 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 塔 50m 高度 塔 30m 高度 塔 10m 高度 桿 10m 高度 表 ****風(fēng)電場第二年度逐時(shí)平均風(fēng)速 （ m/s） 時(shí) 間 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17