風力發電工程項目研究設計與開發論文-在線瀏覽

　　

【正文】 的。 在一個地區自然地形的提高，風速可能提高。 在河谷內，當風向與河谷走向一致時，風速將比平地大；反之，當風向與河谷 走向相垂直時，氣流受到地形的阻礙，河谷內的風速大大減弱。 山谷地形由于山谷風的影響，風將會出現較明顯的日或季節變化。一般地說，在谷地選址時，首先要考慮的是山谷風走向是否與當地盛行風向相一致。因為山地氣流的運動，在受山脈阻擋情況下，會就近改變流向和流速，在山谷內風XX 本科畢業設計說明書 9 多數是沿著山谷吹的。而且兩側的山越高，風也越強。 山丘、山脊地形的風電場 對山丘、山脊等隆起地形主要利用它的高度抬升和它對氣流的壓縮作用來選擇風力發電機組安裝的有利地形。 孤立的山丘或山峰由于山體較小，因此氣流流過山丘時主要形式是繞流運動。國內外研究和觀測結果表明，在山丘與盛行風向相切的兩側上半部是最佳場址位置。其次是山丘的頂部。 海陸對風的影響 除山區地形外，在風力發電機組選址中遇得最多的就是海陸地形。因此各國選擇大型風力發電機組位置有兩種：一是選在山頂上，這些站址多數遠離電力消耗的集中地；一是選在近海，這里的風能潛力比陸地 大 50%左右，所以很多國家都在近海建立風電場。 三、風力發電機組排列方式 風力發電機組排列方式主要與風向及風力發電機組數量、場地實際情況有關。 合理地排列風力發電機組是風電場設計時需要考慮的重要問題。按標準要求，無論何種方式的排列，應保證風力發電機組間相互干擾最小化。風力發電機組群排列方向與盛行風向垂直，前后兩排錯位，即后排風力發電機組始終位于前排 2 臺風力發電機組之間。但是，在考慮風力發電機組的風能最大捕獲率或因考慮場地面積而允許出現較小干擾，并考慮道路、輸電線等投資成本的前提下，可適當調整各風力發電機組間間距和排距。 當場地為多風向區，即該地存在多個盛行風向時，依場地面積和風力發電機組數量，風力發電機組排布一般采用 “田 ”形或圓形分布，此時風力發電機組間的距離應相對大一些，通常取 10~12 倍風輪直徑或更大。 第四節 風電場選址軟件介紹 一、風能資源分析軟件 ——— WasP 為充分合理地使用風能，對于購買風力發電機組建設風電場的用戶而言，首先要了解當地的風能資源狀況，然后根據預計產生的經濟效益來決定當地是否適合建設風電場、購買風力發電機組是否可行以及選擇合適的風力發電機組規格（如合適的起動風速、額定風速及功率曲線等性能參數），以期最大限度地利用當地的 風能資源。在此，介紹一種目前國際上應用最廣的風能資源分析軟件 ———風圖譜分析及應用程序 WAsP（ WindAtIasAnaIysisandAppIicationProgrmm）。 1. WAsP 的功能 WAsP 的主要功能如下： 1）風觀察數據的統計分析； 2）風功率密 度分布圖的生成； 3）風氣候評估； 4）風力發電機組年發電量計算； 5）風電場年總發電量計算。另外，可以根據某一地區的風能資源情況逆行推算出另一點的風能資源，這對評估那些地處偏僻又無氣象資料記錄的地區的風能資源是非常有用的。可以是時間序列數據或直方圖數據表。）每小時（或 3h）統計值、當地標準氣壓、溫度及海拔。~360176。0176。為第一扇區，依此類推），采用國際上通用的比恩統計法（ “bin”）將風速數據歸類劃分到相應扇區 0~17m/s 的風速段（ 每一風速段為1bin， 0~1m/s 為第一風速段，依此類推）。 2）地表面粗糙 度數據輸入 地表面粗糙度是指風隨高度為對數變化時平均風速為零處的高度。反之，地表面越簡單，或粗糙度變化層次越少，則粗糙度越小，對風的影響就越小。 ZOR的確定方法詳見參考文獻，當地表面粗糙度不是均勻變化時，可以將一個扇區內的地形分為四個分區，每個分區 內的地形有相近的粗糙度，經現場實際勘察后根據表 11 確定每個分區的粗糙度 等級，然后根據表 12 確定 ZOR。現場實際勘察的范圍在 2km~50km 之間，地形越復雜，勘察范圍就越廣；簡單地形勘察范圍可在 20km 內進行。 [attachment=2078] [attachment=2079] 3）地面障礙物數據輸入地面障礙物如建筑物、防風帶等對風速、風向產生的衰減影響與障礙物到測風點的距離以及障礙物和測風點的高度XX 本科畢業設計說明書 12 有密切關系；另外，還與障礙物的孔隙度有一定關系。計算中要考慮：障礙物到場地某參考點（可以是測風點，也可以是風力發電機組安裝地址，取決于計算內容）的距離及方位；障礙物相對場地參考點的高度；障礙物的寬度；障礙物的孔隙度等。障礙物輸入數據要經現場實際勘察后才能確定，或提供一定比例的可以明確描述障礙物特征的地圖來確定（見圖 11）。該輸入坐標網可以是直角坐標或極坐標，或者是等高線地圖，它們之間可進行轉換。 6）各種型號風力發電機組標準功率曲線數據輸入 風力發電機組標準功率曲線是 WAsP 估算各種型號風力發電機組年發電量所需要的數據 [attachment=2080] 3. WAsP 的輸出數據 1）擬合威布爾分布的參數值； 2）平均風速； 3） 0~17m/s 風速段風向、風速頻率圖； 4）輸人數據、障礙物、山形對某一給定點風速、風向的影響程度； 5）給定點風頻圖； 6）給定點平均風速； 7）給定點風功率密度； 8）風向玫瑰圖； 9）風能玫瑰圖（表示各風向上所占風能量的大小） ； 10）給定點風力發電機組年發電量； 11）風電場年總發電量。但是，該軟件是以特定的數學模型為基礎的，因此，在復雜地形的風電場進行選址時，應盡可能地多安裝測風儀，以實際測量的風數據作為風力發電機組微觀選址時的主要依據。 XX 本科畢業設計說明書 13 風力發電機組排列方式主要與風向及風力發電機組數量、場地實際情況有關，應根據當地實際情況進行確定 。場址及風力發電機組一旦確定，則利用 WAsP軟件的結果數據及其他有關參數作為 WindFarmer的輸人數據進行進一步分析計算，確定出風力發電機組的排布方式，計算該排布方式下及各種不同排布方式下各風速及各風向上每臺風力發電機組的發電量及風電場總的發電量，在 各種方案比較后選出風力發電機組最佳排列方案。WindFarmer 軟件對 PARK 軟件進行了改進完善和補充，主要用于風電場優化設計即風力發電機組微觀選址。 WindFarmer 的主要功能如下： 1）對風力發電機組選 址進行自動優化； 2）確定風力發電機組尾流影響； 3）對水平軸風力發電機組性能進行分析比較； 4）確定并調整風力發電機組間的最小分布距離； 5）分析確定風力發電機組噪聲級； 6）對風電場進行噪聲分析及預測； 7）排除不符合地質要求、技術要求的地段和對環境敏感的地段； 8）完全可視化界面（電纜布線著色、集錦照相、根據視覺優化原則編制布局地圖）； 9）進行財務分析； 10）計算湍流強度； 11）計算電氣波動及電耗。 第二章 風力發電工程項目建議書 第一節 項目建議書的作用和特點 一、項目建議書的作用 風電場項目建議書是項目發展周期的初始階段，項目建議書階段主要是XX 本科畢業設計說明書 14 對投資機會進行研究，以便形成項目設想，并由業主向國家提出申請建設某一風電場項目的建議文件。 國家風電發展計劃最終要落實到一個個具體的風電場項目上。項目建議書的審批過程實際上就是國家對所建議的眾多項目進行比較篩選、綜合平衡的過程。 。是在項目建議書指導下開展的。 二、項目建議書的特點 項目建議書是對項目的輪廓性設想，主要是從宏觀上來考察項目建設的必要性，看其是否符合國家長遠規劃的方針和要求，同時初步分析項目建設的條件是否具備，是否值得投入人力 、物力作進一步的深入研究。 項目建議書階段是投資建設的第一步，這時還難以獲得有關項目本身的詳細的經濟、技術、工程資料和風能資源數據。 ，項目建議書的內容相對簡單。關于市場調查，市場預測、建設條件和建設措施以及社會經濟效益評價等方面不如可行性研究深入、細致。但對風電場的風能資源數據精度要求較高。通常是在認為值得進行可行性研究時，才提交項目建議書的，因而其結論一般都是肯定的，而可行性研究有時會得出 “不可行 ”的結論 . 第二節 項目建議書的內容 項目建議書只是投資前對風電場項目的輪廓性設想，主要從投資建設的必要性方面 論述，同時初步分析投資建設的可行性。 項目建議書的內容總的來說比較簡明，因而不同性質的項目（ 指一般項目和外商投資項目）的建議書之間的差異就比較明顯。 一般風電場項目建議書的內容 一般風電場項目建議書應包括以下內容： 1）說明風電場項目提出的背景、擬建地點，提出與項目有 關的長遠規劃或電力、地區規劃資料，說明項目建設的必要性。 3）設備進口項目，還要說明國內外風電設備技術和性能差距及概況，說明進口的理由。說明當地電網容量、用電量需求及電網品質，初步分析發電量銷售方向及銷售價格，并出具當地電網管理部門同意電量上網的意向函。 3）建設地點論證。 3. 建設條件、協作關系、設備選型及廠商的初步分析 1）分析建設地點的施工及生產條件，如地質條件、海拔、溫度及空氣密度等。 3）根據建設地點的風能資源、自然地理及交通條件初步選定所用的風力發電機組機型及生產廠商，簡要介紹該機型性能、參數及生產廠商的概況。投資估算中應包括建設期利息、投資方向調節稅（ 目前風電場項目沒有投資方向調節稅），并考慮一定時期內漲價因素的影響，利用國外政府貸款及設備進口項目還需考慮匯率浮動的影響。 1）建設前期工作的安排，包括涉外項目的詢價、考察、談判、設計等計劃。 ，包括初步的財務評價和國民經濟評價 1）計算項目全部投資內部收益率、財務凈現值、貸款償還期、總成本、損益及利潤等指標，進行盈利能力、清償能力的初步分析。 。 二、外商投資風電場項目建議書的主要內容 外商投資風電場項目，其項目建議書一般是由中方合營者向 規定的審批機關上報的文件。其內容主要是對建議項目的國內外市場、生產（營業）、規模、建設條件、生產條件、技術水平、外方合營者、資金來源、經濟效益和外匯平衡等XX 本科畢業設計說明書 17 情況作出初步的估計和建議。包括中方合營單位名稱、生產經營概況、法定地址、法定代表姓名、職務、主管單位名稱。 ，說明包括外商名稱、注冊國家、法定地址和法定代表姓名、職務和國籍 。 ，是指合營項目估計要投入的固定資金和流動資金的總和。包括合營各方投資的比例和資金構成比例。主要說明技術和設備的先進性、適用性和可靠性及重要的經濟技術指標及生產廠商的概況。 、構成和來源。 。 第三節 項目建議書的編制 一、項目建議書的編制程序 項目建議書由政府部門、全國性專業公司以及現有企事業單位或新組成的項目法人提出；中外合資、合作經營項目，在中外投資者達成意向性協議后，再根據國內有關風電 投資政策、產業政策編制項目建議書；限額以上擬建項目上報項目建議書時，應附預可行性研究報告。 根據現行規定，建設項目是指在一個總體設計或初步設計范圍內，由一個或幾個工程單位組成，經濟上統一核算，行政上實行統一管理的建設單位。例如，風電場項目中的輸變電線路、變電所等配套工程。 項目建議書的編制應體現其自身的特點 ，側重于對項目建設必要性的分析，并對項目建設的可行性做初步論證 凡是有利于風能資源的開發利用，有利于市場需求的滿足，有利于科學技術的進步等等，都可以作為項目成立的依據。風電場項目建議書對預可行性所論證應側重于以下幾個方面： 第一，初步的市場調查和 項目主要產品市場需求的分析，并提出對項目規模和主要產品構成的初步意見。 第二，項目建設條件的預可行性分析，其中又應側重于影響項目成立的主要條件，如風能資源條件和工程技術水平等。可進行風電場項目可行性研究設 計階段的工作。但預可階段有的原始數據并沒有落實，如有的風資料可能不足一年，經過與當地的氣象站同期風資料相關分析，可推算出一年的風資料，用此資料進行發電量的估算；由于是在預可階段，不作機位的優化；或風電場 項目接人電力系統有可能還沒有審查等原因。通過風電場項目可行性研究以及報告XX 本科畢業設計說明書 19 的編寫，經審批和批準后該項目可立項，業主可著手進一步落實解決配套資金及其融資和還貸的銀行進行評估工作。 二、風電場項目可行性研究的作用 通過對風電場項目可行性研究階段的工作。 第二節 可行性研究的工作程序 一、 資料收集 收集資料并進行分析歸納，作為可行性研究的依據：經批準的項目建議書、地區經濟發展規劃、本地區電力發展規劃、本地區與風電場接人電力系統相適應的電壓等級的電力系統地理接線圖、待選風電場風能資料和整編后的當地氣象 站的風能資料、工程地質資料、中國地震裂度區劃圖、上網電價的初步批件、風力發電機組技術資料、本地區勞動力、工程材料（包括水泥、沙、石子）、施工用電、用水以及勞動力等的價格；融資的條件；需要 1： 1 萬的地形圖和 1： 5 萬的地形圖等資料。收集到的風資料需進行分析和處理，最終應提供給業主輪轂高度的風向玫瑰圖（全年和每月的風向玫瑰圖）、風能玫瑰圖（全年和每月的風能玫瑰圖）、輪轂高度代表年的平均風速、風