提高低风速风电场发电量措施研究

近年来,风资源丰富的区域受到资源和规模等因素的限制,人们悄然把目光转向更为广阔的低风速区域,而风电机组发电量直接影响风电场经济效益。安徽来安低风速风电场作为全国首个低风速风电场,至今已运行两年多。本文针对影响低风速风电场发电量的因素,制定风电机组各种优化方案,对比分析来安风电场各项提升发电量测试方案的初步结论,提出进一步提升发电量的改进措施,为今后风电场设计、建设、生产运行提供参考。     

典型风电场地形大气稳定度对风机出力的影响

[目的]分析了大气稳定度对风机出力的影响,为提高计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）风能资源模拟精度提供技术参考。[方法]选取立于平坦和复杂山地两类典型地形上的两座测风塔不同高度的风速、气温、气压等观测数据,使用莫宁-奥布霍夫长度法分别计算两座测风塔所在区域的大气稳定度,参照Irwin大气稳定分类标准对稳定度计算结果分类,再根据分类结果进行两座测风塔轮毂高度处出力分析。[结果]结果表明：在近地面层,复杂山地大气热效应造成的表层垂直混合作用更为明显,造成的大气不稳定性较为强烈,但垂直混合作用不充分;复杂山地大气稳定度对风机出力的影响大于平坦地形,其不确定性更强。[结论]在进行CFD风电场流体建模时需要考虑大气稳定度的影响,特别是超低风速复杂山地场址条件下,大气稳定度的评估对风机选型及发电量仿真精度尤为重要。     

基于风轮面等效风速的风电场发电量评估方法研究

基于风轮面等效风速(REWS),建立考虑风切变影响的发电量评估方法。首先,根据CFD仿真技术建立风电场风切变计算方法,并通过实际风电场案例验证该方法的可靠性;其次,通过风电场案例分析传统发电量评估方法由于未考虑风切变的影响而产生的误差,该误差在湍流强度为0.14时高达4.33%,在湍流强度0.18时高达4.51%,因此在评估过程中不能被忽略。最后,采用REWS定义功率曲线建立新的发电量评估方法。风电场验证结果表明,新方法将风切变引起的发电量误差从4.51%降到了0.62%,具有较高的计算精度。     

湍流强度对风电场发电量的影响

准确估算湍流强度变化影响下的发电量,为风电项目开发与投资提供可靠的依据。从10 min级湍流强度变化的角度,提出了利用实时湍流强度计算风电场发电量的方法,通过多项式展开公式和数值积分,对风电机组的发电量进行估算。以新疆某风电场的实际风资源为例,与实际年发电量、静态理论年发电量和普遍采用的修正发电量功率曲线的方法对比,表明该方法估算的发电量误差小,更贴近实际年发电量。     

大型低风速风电场运行分析

近年来,风能资源丰富的区域受到资源和规模等因素的限制,人们悄然把目光转向更为广阔的低风速区域。安徽来安低风速风电场是全国首个低风速风电场。本文介绍了来安风电场的基本情况,从海拔高度对发电量的影响、森林(粗糙度)对发电量的影响、风切变和湍流强度对功率曲线的影响等四个方面分析风电场的运行情况,总结了低风速风电场运行的特点和部分规律,为以后风电场建设提供参考。     

大气模式物理过程参数化对风电场风速预报的影响

准确预报风电场风电功率对风电稳定发展至关重要,可有效减轻风电对电网的不利影响,提高风电场运行效益,其前提是准确预报风电场风速。以宁夏某风电场为例,基于中尺度大气模式WRF,采用不同物理过程参数化方案设置对提前72h的逐时风速进行预报,并将预报结果与实际风速资料对比,分析了WRF模式不同物理过程参数化方案设置对风速预报结果准确度的影响,并优化了物理过程参数化方案设置。结果表明,行星边界层参数化方案与辐射过程参数化方案设置对风速预报结果准确性影响较大,微物理过程参数化方案与积云对流参数化方案设置对风速预报结果准确性影响较小。     

风电场微观选址对发电量影响的分析

根据华威风电场风机实际运行监测数据,对比华威风电场12台N62型风机不同方向的发电量、2个场址的平均发电量和同一场址内不同风机的发电量.分析了风电场微观选址对风机发电量的影响.结果表明:4～15号12台风机的单台月发电量差异较大,说明在风电场宏观选址条件相同的情况下,由于微观选址条件的不同,相同型号的风电机组的发电量存在较大的差异;骆驼岭风电场4号风机与风山风电场15号风机正北向发电量的差异较大,地形影响是造成风山发电场发电量较小的主要原因;对凤山风电场内的8～15号8台风电机组进行对比,在各个方向上的发电量差别很大,主要是受到相邻风机间尾流影响所致.     

低风速风电场风场道路的设计

国内已生产出能够充分利用低风速地区风力资源的风力发电机组,以解决该区域风能利用率低、风力不稳定的一些问题。通过对比不难发现,这些风力发电机组的叶片长度都比以往同级别机型的长度增加不少。叶片的加长同时也增加了道路交通运输的成本,特别是山区、某些低山地区的自然地形本来就比较复杂,叶片加长直接导致了增加道路宽度的要求,施工工程量也随之增大,从而增加了整个项目的成本,降低了项目的发电效益。文章结合安微某风电场的建设,总结了低风速风电场的道路优化设计,为同类型的风电场的建设提供一定的工程经验。     

低风速风电场风电机组选型探讨

正风能是洁净环保的可再生能源,人类对风能的利用至少已经有3000年历史,由于受到当时经济、技术方面的因素制约,风力发电技术发展缓慢。19世纪70年代世界爆发石油危机之后,欧美等发达国家为寻找能够替代化石燃料的新能源,投入了大量的科研经费与激励政策研制风电机组。二十世纪,风力发电事业在全球范围内蓬勃发展,风电机组单机发电量从最初的kW级发展到现在的MW级,从最初的小型离网型单机发展到现在大型并网型机组。从最初的木     

低风速风电场风电机组的粗糙度取值研究

基于风资源分析软件WAsP中的粗糙度理论,推导风电机组粗糙度的计算公式,通过与建立风电机组模型的结果比较验证公式有效性,据此分析低风速风电场中风电机组粗糙度的影响因素,结果表明,设置风电机组粗糙度和建立风电机组模型对发电量的影响机理不同,风电机组的粗糙度与风电场平均风速、叶轮直径和轮毂高度呈正相关,与风电机组额定风速和风电机组间距呈负相关。     

风电场风速预测模型研究

介绍了两种风电场风速预测模型,分别是BP神经网络模型和小波-BP神经网络组合模型。BP神经网络模型是风速预测中常用的模型之一,小波技术和BP神经网络结合,即为组合模型。小波技术将风速时间序列按时间和频率两个方向展开,体现了各成分对预测值贡献率的不同。将BP神经网络模型和小波-BP神经网络组合模型分别应用到我国朱日和风电场的逐时风速预测中,从预测结果对比得出组合模型更适合该风电场的逐时风速预测。     

风电场发电量预测技术研究综述

首先综述了风电在我国的发展现状,分析了目前风电场接入电网急需解决的问题,然后总结了现在风电场发电量预测模型的研究方法。接着分析了风电场发电量预测技术国内外的研究现状和发展趋势,最后提出了基于混沌理论的风电场发电量预测的方法。     

风电场平均风速变化对利用小时数的影响研究

本文分别采用两种方法,对风电场实测数据进行处理,得到平均风速依次递增的风速数据集序列,并提出一种结合数据集Weibull分布拟合结果及风电机组功率曲线数据,计算其对应发电量的数值积分方法;然后,本文结合3个风电场的实测风速数据,采用上述数据集处理和发电量计算方法,对其不同高度处的等效利用小时数进行了计算和对比分析研究,并与现有软件计算结果进行了对比验证。研究结果表明,本文提出的发电量计算方法可靠性较高,且平均风速每增加0.1m/s,等效利用小时数大致增加50h～60h。此研究结果也可为风能资源数据不同订正方法所造成的计算利用小时数变化规律的研究提供重要依据。     

大气湍流稳定度对风力机尾流影响的模拟研究

利用Agel-TDM风力机动力模型,模拟分析不同湍流状态下单台风力机尾流的空间特征。研究结果表明:随着大气湍流稳定性增强,在水平方向上风力机尾流效应减弱,即风力机尾流距离减小;在铅垂方向,动量垂直输送加快,增强了风力机下游风速的恢复速率,风电场的实际出力能力提高。     

空气密度年变化情况对风电场发电量计算的影响

在中国范围内各种地形和气候条件下,选取最具代表性的10个区域,分析这些代表性区域测风塔数据中空气温度、大气压力、空气密度的年变化情况,并选取其中空气密度年变化幅度较大的陕西省渭南市的1座测风塔分析空气密度年变化情况对风电场发电量计算结果的影响,以等效利用小时数代替发电量进行分析。结果显示：空气密度年变化幅度受大气压力年变化幅度的影响较小,受空气温度年变化幅度的影响较大。使用空气密度10 min时间序列计算得到的年等效利用小时数比使用年平均空气密度计算得到的低0.166%,差异较小;使用年平均空气密度和使用月平均空气密度计算得到的月等效利用小时数之间的差异最大为3.83%。     

2008年热带气旋对红海湾风电场发电量影响分析

通过对汕尾红海湾风电场2008年发电量以及影响风电场的热带气旋的统计分析,探讨了登陆热带气旋对风电场发电量的影响,以期为受热带气旋影响地区风机设计、风场选址及运营管理提供依据.     

风电场短期风速预测方法研究

随着风力发电的快速发展,并且风力发电系统的出力与风电场风速存在着的特殊关系,使得对风电场的风速实现较准确的预测已逐步成为研究的热点。该文先提出一种简单的的风速预测方法,即将指数平滑法应用到风速预测,并验证了指数平滑法预测风速的可行性。此外,为了提高预测精度,还提出了两种新的组合预测的方法,即基于指数平滑和灰色模型(GM)的组合预测方法、基于自回归滑动平均(ARMA)模型和灰色模型的组合预测方法。实例计算结果表明,组合预测方法比单独的用一种方法的预测效果要好,尤其是基于自回归滑动平均模型和灰色模型的组合预测方法更具有优势。     

风电场风速对风机叶片性能影响的模拟分析

建立了风机叶片的三维数学模型,采用计算流体动力学软件Fluent对风机叶片流场进行了模拟分析,通过调用Static Structural模块进行叶片形变分析,并在Workbench平台下实现了流固耦合.基于该方法研究了不同风速下的流场分布情况和叶片变形情况.结果表明:本文计算值与文献[14]中的测量值吻合较好,两者最大误差不超过5%,验证了本文数学模型和计算方法的正确性;随着风速的增大,叶轮表面的速度值也在增大,气动压强分布的不均匀性更加明显;当风速由5m/s增大至12.5m/s时,叶片的最大形变量增大了0.91m,叶片形变量与风速呈非线性变化关系;挥舞是叶片的主要振动形式.     

场间尾迹簇对风电场发电量和载荷的影响分析

随着我国风电产业的快速发展,以及土地、接入系统等因素的限制,区域内多风场聚集的现象越来越普遍.首先,为明确相邻风电场间尾迹簇对风电场发电量的影响,利用3座风电场的实测数据,采用线性回归方法,仿真计算了尾迹簇对下风向风电场的发电量,仿真结果表明陆上相距13 km风电场间尾迹簇对发电量的有影响.其次,利用FAST.Farm...     

低风速地区风电场建设环保水保重要性及管理对策

分析低风速地区风电开发建设项目环境保护和水土保持的重要性;针对目前风电开发企业环境保护和水土保持管理现状,从完善内部制度、相关方交底全面、文件编制单位遴选、文件审核、施工期监理、费用投入审核、信息公开及环保宣传等八个方面提出管理对策,以期构建风电开发企业全生命周期环境保护和水土保持管理框架。