摘要：作为我国节能发展战略目标中的关键环节，风电场不仅进行风力发电，也是提升我国电力输送能力、居民用电水平的关键条件。而在针对风电场进行微观选址时则需要考虑居民、地形等众多因素。为了进一步提升我国风电场建设水平，本文针对风电场微观选址过程中风机位置的选择条件进行分析，并结合实例就总图运输设计优化方法展开分析与探讨。
关键词：风电场；微观选址；风机布置；设计优化
一、风电场微观选址布置风机时应考虑的主要问题
1.风机位置与居民居住区域之间的间距
首先，风机整体体积较大，且叶片等机械部件在运转过程中产生的噪音较大，例如典型风机声强平均值在100dB（A）左右，在风机500m范围左右内的噪音为37 dB（A）左右，虽小于相关噪声标准，但由于其噪音仍旧较高，因此如果风机位置距离居住区较近则极易对居民的日常生活产生影响，因此在进行微观选址和风机位置布置时，通常将风机设置在山区、草原、海岛等远离居民区的区域内。
其次，风机在运转过程中会产生一定电磁辐射，虽然该电磁辐射强度较低，但如果该风机的位置距离居民区域较近，则会对居民健康造成一定危害，且风机在运转产生的电磁波会对居民生活电器产生一定干扰，例如电视、地区内部无线电等，因此在确定风机位置时，需要将其设置在居民区远距离之外的区域内，通常情况下，要求风机的发电机位置与居民居住区域的距离超过50m。
2.风机位置与地形、地质环境之间的问题
第一，在选择风机位置时应及时考虑风电场所处的地形环境。部分地区的风电场会设置在平原区域内，小部分风电场会设置在山区内，而在选址时则需要对其区域内的自然环境、地形条件加以考虑。如部分地区内地势较为平坦，但周边树木较多，而一旦将风机设置在该区域内，则需要通过伐木为风机提供设立位置，如此一来一方面对我国绿化覆盖率造成影响，另一方面伐木等工作也会增加一部分投资成本，导致生态效益与经济效益受到损害，反而增加选址劣势。因此，在选址时还要注意周边，不可将风机设置在军事、居民或森林区域内，而在滩涂环境内则切记不可将风机设置在池塘周边。
第二，风电场具有分布范围广的特点，因此即便在同一区域内，其风机所处的位置的地质环境也有所不同，在该位置的风机在建设时可能该地质环境较好，可作为天然地基，但在另一范围内则存在地质环境较差的情况，需要进行人工地基处理建设风机，为此在进行风机布置时不仅需要对一定范围内的地质环境加以考虑，同时也需要针对风机定点位置进行逐一勘查，确保风机建设工程质量的同时将风电场工程整体成本控制在合理范围内，保证其经济效益。
3.风电场内道路建设条件
首先，对风电场内道路进行设计时必须严格遵循相关标准规范内容，同时结合所选位置、风机规格类型、吊装设备规格、运输车辆以及地区地势情况等进行综合考虑，综合各项数据分析和现有资料对道路进行合理规划和设计，科学地将道路宽度、路面路基宽度等控制在合理范围内，保证道路运输畅通和安全水平。
其次，由于风机各个部件的宽度、体积和重量均较大，因此除了要求道路设计标准外，还需要根据具体情况使用专用的运输车辆，并严格设计道路弯路曲线半径，例如风机叶片、塔筒的长度较大，因此在设计道路的转弯半径时应根据叶片的类型和长度、塔筒的具体长度，例如在运输中需要使用超长轴特种半挂车，该车本身长度较长，因此需要将道路的转弯半径设置在25m或25m以上，一般不超过30m。
此外，除了部分风机部件外，还包括发电机机舱、变电站内主变压器等重量较大的部件，而在对这些部件运输时则需要使用专用的大件运输车辆。但部分地区内存在一定道路坡度，因此在对道路进行设计时必须及时考虑其到道路的最大纵坡，需要将坡度限度与大件运输车辆综合考虑，要求高级道路的坡度不超过14%，砂石道路的坡度不超过12%，平原区域内要求道路平均纵坡不超过5%，最大纵坡不超过9%，而山区区域内要求其道路平均纵坡不超过7%，最大纵坡不超过13%。
二、风电场总图运输设计优化方法
与平原区域不同，山区本身具有地势险峻、地质结构复杂等特点，而在山区内进行风电场微观选址时，通常需要将地势较高的山包区域作为发电量高的风机具体位置，因此需要增设或修建能够与该处相同的公路，确保能够在施工过程中顺利搭设相关部件，例如发电机机舱、风机叶片等。此外，在设计、准备过程中，不仅需要对所有需要建设的工程项目加以重视，同时也必须针对现有具体情况对成本投资等加以优化和调整，确保将风电场的总图运输设计进行全面、科学优化，将成本费用控制在合理范围内的同时保证风电场整体工程的可行性。
例如，某风电场内中包含的8号风机位，该风机本处于风电场区域内的最高点，且该处存在较为丰富的森林资源，具有地形变化程度大、吊装工程难度高的特点，同时需要砍伐大量林木，但如果将该风机位置想北移动150m（将该处定位8?号风机位），那么该区域内的道路修建长度可缩短300m，电线长度可缩短150m，且可减少砍伐的林木数量，降低发电量，但等效发电总小时数则在每年减少25h。
在针对8号风机位进行优化时，需要对8号风机位和8?号风机位的建设成本投资费用进行计算，对其净现值比进行计算，综合两个机位之间的等效发电小时数和收益差进行综合比对，利用差额投资内部收益率方法对两个机位的选址、差额投资内部收益进行评估，最终得出最优化的方案。
其中，△FIRR是指差额投资内部收益率，（CI—CO）2是指投资成本较大的方案中年净现金流量的数值，即8号风机位投资年净现金流量；（CI—CO）1是指投资成本较小的方案中年净现金流量的数值，即8号风机位投资年净现金流量。
在进行方案比较时，如△FIRR对比值超过财务基准收益（i）时，则表示8号风机位的投资方案中的内部收益大于财务基准收益（i），则该机位的位置为最优化方案，反之则表示8?号风机位位置为最优化方案。
综合8号机位具体情况可知，该位置的林木较多，如需要砍伐则需要在投资成本费用的基础上增加8万元砍伐费用，而该处地势较高，在进行吊装施工时许多投资25万元费用，道路费用则需要增加27万元，所使用的35KV电线线路费用多增加10万元，每年收益可多增加6.8万元，具体方案对比如表1所示。
表1 方案数据比较
假设FIRR为11%，可计算：
FNPV1=（11%）A=-70+6.8（（1+11%）25-1）/11%（1+11%）25=-12.73万元
若假设FIRR为8%，可计算：
FNPV2=（8%）A=-70+6.8（（1+8%）25-1）/8%（1+8%）25=2.58万元
将计算出的FNPV1和FNPV2插入△FIRR公式中，可得出：
△FIRR=8.5%，未超过财务基准收益率，因此８?号风机位的优化方案为最佳。
三、结语
本文对风电场微观选址的优化、风电场风机位的优化进行了探讨，希望能对其他类似工程有所帮助，从而更高效地利用风能资源，提高风电场的经济性。
参考文献：
[1]于晓旭.复杂地形风电场微观选址优化[J].地球，2015（4）.
[2]郭婷婷.风电场微观选址优化方法的研究[D].华北电力大学（北京），2016.
论文作者:庄小强
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/27
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