（大唐桂冠盘县四格风力发电有限公司 550081）
摘要：工程建设的可行性研究，属于项目工程设计的必要阶段和最重要环节，可以为项目的决策提供综合性的科学依据。可行性研究意义在于，选择最佳投资方案，提高投资效益，避免投资决策失误。拟建的项目，总是存在多种可供选择的方案，如果凭主观判断，简单选择难以达到满意结果。本文主要叙述了风电场可行性分析中的风资源分析及风力发电机的选择两个方面。
关键词：风电场工程；可行性；技术方法
风电场工程的设计过程一般分为工程规划、预可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计、竣工图设计等阶段。风电场工程可行性研究，运用测出的一年的风资料对风电场风能资源进行评估，以推算发电量；对风电场场址地质条件进行勘查，得出风电电场场址的地质评价；选择出风电机组机型和规模，提出对风电机组布局优化方案等。其中，影响度最大的是风电场的风能资源评估和风电机组的选择。
1风电场工程可行性研究的任务分析
对于风电场可行性研究的基本要求，首先要考虑风电场所在地的经济状况、电网接入规模和当地电网发展规划；其次，自然环境和交通运输对风电场的制约条件；第三，在选择发电量最大的条件下，尽量选择技术先进、运行可靠的发电机；最后，在进行全民设计条件下，经过反复对比计算和优化分析筛选确定风机组的布置方案。
1.1风电场测风数据统计与分析方法
风电场测风风力资料进行统计计算应选取一整年的连续数据，风能资源评价有如下指标：空气密度、平均风速和风功率密度、全年有效风速小时数、风速频率各等级。
1.2风力发电机的技术特点
变速恒频风力发电机技术是优化定速鼠笼式异步发电机发展起来的。定速型鼠笼发电机有很多缺点，一是转速是恒定的，风能的利用效率低，二是需要齿轮箱，齿轮箱在承受风的变荷冲击的条件下很容易损坏；三是异步感应电机需要附加额外的无功补偿装置，因为它要从电网吸收滞后的无功励磁功率，功率因数低。
能实现变速恒频风力发电的方案有多种，目前比较经典的技术方法，主要是双馈异步风力发电机和无齿轮箱永磁同步风力发电机的技术方案。
2基于风电场测风数据的风能资源评价技术与方法
2.1空气密度
一种方法是利用气象站多年实测气象数据推求空气密度。另一种方法是根据测风塔实测气温与气压数据计算风电场的空气密度。
2.2平均风速和风功率密度
统计风场实测全年平均风速，推算出风功率密度，根据统计的结果绘制测风塔实测年不同高度平均风速和风功率密度年变化图及日变化图。
2.3全年有效风速小时数
全年有效风速小时数是通过统计出年累计风速值在其有效风速范围内的小时数，然后将其历年值平均，即可得全年有效小时数。统计风场实测实测年不同高度全年有效风速小时数，统计成表格。风力发电机设置有风速的切入速度和风速的切出速度，从切入到切出之间的风速称之为有效风速。对年有效风速小时数的统计，有利于选择最合适拟建风电场场址的风力发电机。不同产地的风力发电机的有效风速的范围及其功率是不同的，例如英国风力发电机的切入切出风速范围是5～25m／s，而德国、丹麦等国家的风力发电机多采用3～27m／s。
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2.4风速频率各等级
风速频率是将风速值按lm／s为间隔，分为几个等级，统计出每各等级风速的出现次数，最后得出，各等级次数占各等级风速出现的总次数的百分比，即是此等级风速频率。根据统计的结果绘制各等级风速频率图。
3风力发电机选型及其分析方法
风机是风电场的核心设备,投资约占项目总投资的60%—80%。风机选型不仅关乎项目的投资成本,还决定项目未来的运营成本和收益。风机选型就是根据风电场设计要求,粗略选出两种或以上机型,然后进行对标优化的过程。风机选址是在广义范围内选定风区中布置风力发电机组的过程，目的是在单台风机的轮毂范围内取得最大风能。
3.1机型范围初选
国内外风电场工程的经验表明，在现有的经济技术条件下，对于已知场区的风电场，单机容量选择在某个确定的范围内，项目的经济性会相对较高。在进行单机容量选择时，首先应确定一个适合本项目的容量范围，然后在该范围内选择一种技术成熟、市场业绩良好并且经济性较高的机型。
3.2风电机组总体布置方案设计
布置机位时需要考虑具体地形地貌、主导风向与主导风能方向、地面障碍物等影响因素。由于风电机组把风能转化为电能，风通过风轮后，风速下降且产生湍流，需要一定的距离才能恢复。理想情况下，在主导风能方向上尽量使风电机组布置得远，减少风电机组之间的相互影响。但是风轮间距的大小也将影响单位面积内风力发电机组布置的数量、集电线路与进场和巡视道路的长短，适当考虑充分利用场地的相对集中布置。具体布置时因地制宜，根据风电场地形条件、建设规模、风力发电机组的型号及装机的台数进行优化布置，实现在有限的场区范围内达到最大的上网发电量和最低成本的目标。
4结论
项目可行性分析的意义是，通过客观判断，复杂对比分析，来达到得出最佳投资方案，最好的投资收益，避免投资决策失误的目的。为便于阐述风电场工程可行性评估技术和方法的研究过程，本文通过主要具体分析某电场风能资源进行评估及风电机组选型的相关技术与分析方法得出以下结论：
l、风能要素对风电场的发电量有很大的影响，各要素的准确性对经济效益有着直接的关系。因此合理，准确地对风资源进行分析对降低风电工程投资风险有很重要的作用。要素分析应以《风电场风能资源评估方法》及《风力发电场项目可行性研究报告编制规程》为依据，然后应对近30年当地气象站的风力资料和近一年风电场厂址所在位置测风塔收集的风力资料进行对比分析得出本风电场工程适宜的风能资源数据。
2、结合风电场风能条件，分析不同机型的风力发电机的年上网电量，上网利用小时数，风电机组的投资，设备安装等经济，推荐最优方案，以此作为进一步工程设计的依据。对优选的机型进行进一步优化布置，考虑整体规划的影响，以获得较大发电量和最优经济效益为原则，既要保证风机间距以减小尾流损失又要考虑风机的相对集中布置以减少集电线路及道路的投资；不仅考虑每个机位最优，而且考虑各风机之间的相互影响与风机长期稳定运行的安全性，从而保证整个风电场的发电量最大，效益最好。
总体来说，风能是很好的清洁能源，随社会环境意识的加强，风力发电场的建设会进一步加快。风电场可行性研究报告的结论是项目投资分析的关键要素。因此，在风电场工程可行性分析的过程中，所应用的关键的技术和分析方法对最后得出的结论有着很重要的影响。而结论在策划风电场投资项目的过程中，对是否进行投资的决策是非常重要的。可行性究报告的结论对投资项目的成功有十分重要的意义。
5展望
由于电力投资关系到国计民生，在使企业成为真正的投资主体同时，由于投资主体是以利润最大化为原则。因此，加强风电场可行性分析的关键技术与方法的重视，对风电场进行更科学，更合理的预测，有利于引导许多投资者更加合理的进入风电领域的投资市场。
论文作者:唐琨
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
标签：风速论文; 风电场论文; 风能论文; 风机论文; 风电论文; 方法论文; 机组论文; 《电力设备》2017年第19期论文;