（大唐山东清洁能源开发有限公司 山东 青岛 266000）
摘要:山东某山区风电场采用联合动力UP82-1500kW风机，假设将发电量低的风机机位更换直径为86米的叶片，能提高多少发电量，提高的比率为多少？采用风机机位混排方案，使相同单机容量、不同适应风速机型的混排可以发挥每个机位点的最大发电潜力。
关键词：风机机位 微观选址 混排 发电量提升
一、背景介绍：
随着风机制造技术的发展,风力发电机的质量有了长足进步,大部分风机厂家的风机都经过国内外权威机构的认证,其样机的功率曲线和性能都经过授权机构的测量。但是,因为进行样机测试功率曲线的气象条件、地形条件、风资源状况与各个风场风机实际运行的条件有所的不同，尤其是山区风电场往往存在风况多变，风速跨度大，限制因素多等诸多挑战,出现个别风机发电量明显偏低设计值，国内待开发风电场越来越趋于地形复杂的山地，如何避免此类问题的发生，从而达到整个风电场经济性最优的目标。
二、风机功率曲线各参数选取方法介绍：
1、测量前的准备
在进行功率曲线测量前,应保证风机主要部件工作正常,无限负荷现象、风机叶片表面应清洁,无积雪、积冰现象。
2、数据来源与采集方法
2.1 风机功率曲线是风力发电机组输出功率随风速变化的关系曲线。风力发电机的输出功率主要取决于风速，风速的输出值因空气密度、地表粗糙度、空气扰流等影响而有明显的变化。因此，准确监测风机功率特性曲线是十分重要的，是考核机组性能、评估机组发电能力的一项重要指标。
UP82/86型机组标准功率数据（附图表1）
2.2 由于风的随机性很大，在计算风电场理论发电量的时候，需要依靠风速的特性统计。而风速的10分钟平均值及功率曲线是一种形式简单且又能较好拟合实际风速计算风电场机组理论发电量。
机组理论电量的计算主要依据每台机组的10分钟平均风速和机组的功率曲线，假设在每10分钟内机组维持该平均风速，将每一个10分钟平均风速在功率曲线里对应的功率与10分钟相乘即可得到该机组在十分钟内的发电量（即能量=功率*时间），将一段时间内的所有以10分钟为单位的能量（即发电量）相加就是该机组在该时间段内的发电量。
在风机中央监控后台系统中可以调取每台风机10分钟的风速、功率，并且选取的风速应该包含切入风速与额定风速区间，采用基于matlab软件计算理论电量进行功效评估。
2.3由于风机合同文件中提供的功率曲线是在特定空气密度下统计所得。所以在计算理论发电量是要根据现场空气密度，对功率曲线进行调整。风电场以测风塔10米处获取的空气密度、气压、温度等参数值作为现场实际风机运行参考值，以更好的符合现场实际环境。
三、理论发电量方法验证：
风机数据来源为某风电场3月份至5月份的十分钟风速数据计算UP82风机理论电量，并用该风电场3月份至5月份实际际电量进行对比，利用Matlab软件进行数据导入，查看误差范围。计算所得：
（附图表2）
从图表2可以看出，计算出来的理论发电量和实际发电量相近，误差在可以接受范围内，说明进行理论发电量计算采用的修正的空气密度、气温、气压数值符合现场实际运行值。
四、数据模拟：
在风机监控服务器后台采集该风电场3月份至5月份的十分钟风速数据，利用Matlab软件计算UP-86风机理论电量，并和UP-82风机理论发电量进行对比。(单位：万千瓦时)
单台风机发电量对比（附图表3）
单台风机发电量对比（附图表4）
五、通过计算UP-82和UP-86风机理论发电量，对比发电量提升比可以得出：
（附图表5）
通过对UP-86风机理论电量和UP-82风机理论发电量进行对比发现，风机发电量提升4-5万千瓦时，全年每台风机提升发电量12-20万千瓦时。风机机位受到风机尾流、湍流影响和山体地形等不利因素的影响，将大大降低风机能量的吸收和利用。在微观选址的时，充分考虑这些不利因素，通过选用不同桨叶长度的风机，提高风的捕风能力，从而提升风电场可利用率和发电量水平。
六、混排方案在微观选址中的实际效果：
通过上文中的运行风机数据采集与分析，不难发现目前单一机型的布机方式，已很难实现风电场最大化能量利用和收益的设计诉求。于是，相同单机容量、不同适应风速机型的混排，每个机型都有各自的最佳发电性能风速段，以山东某风电场为例，该风电场一期全部采用1.5MW、87米叶轮机型，二期采用1.5MW、87米和93米叶轮机型混排，2015年完整年的统计数据结果显示，在风资源相近的情况下，二期比一期实际发电小时数高出100小时（提升比例约7%）。
七、结束语：
在风速跨度较大的风电场，在充分考虑施工、运维等因素的前提下，同单机容量、不同适应风速机型的混排方案可以发挥每个机位点的最大发电潜力，从而达到整个风电场经济性最优的目标。
参考文献
{1} 风力发电与电力系统 周双喜 鲁宗相 中国电力出版社 2011.
{2}风力发电机组运行维护与调试 邵联合 化学工业出版社 2012.
{3}风电场工程技术手册 宫靖远 机械工业出版社 2010.
论文作者:黄海魁
论文发表刊物:《电力设备》2016年第10期
论文发表时间:2016/7/24
标签：风机论文; 发电量论文; 风速论文; 功率论文; 风电场论文; 理论论文; 曲线论文; 《电力设备》2016年第10期论文;