宏观选址条件

三、宏观选址条件

1．风能质量好

建设风力发电场最基本的条件就是要有丰富、风向稳定的风能资源，因此场址选在风能质量好的地区。风能质量好的地区应满足以下条件。

1)年平均风速较高。一般年平均风速达到6m/s以上。

2)风功率密度大。年平均有效风功率密度大于300W/m²。

3)风频分布好。

4)可利用小时数高。风速为3～25m/s的小时数在5000h以上。

2．容量系数大

容量系数是指风力发电机组的年度电能净输出，也就是在真实负荷条件下的年度电能输出除以风力发电机组额定容量与全年运行8760h的乘积。

风力发电场选址于容量系数大于0.3的地区将会有明显的经济效益。

3．风向稳定

风力发电场主要有一个或两个盛行主风向，所谓盛行主风向是指出现频率最多的风向。一般来说，根据气候和地理特征，某一地区基本上只有一个或两个盛行主风向且几乎方向相反，这种风向对风力发电机组排布非常有利，考虑因素较少，排布也相对简单。但是，也有这种情况，就是虽然风况较好，但没有固定的盛行风向，这对风力发电机组排布尤其是在风力发电机组数量较多时带来不便，这时，就要进行各方面综合考虑来确定最佳排布方案。

在选址考虑风向影响时，一般按风向统计各个风速的出现频率，使用风速分布曲线来描述各风向方向上的风速分布，画出不同的风向风能分布曲线，即风向玫瑰图和风能玫瑰图，来选择盛行主风向。

风向稳定可以利用风玫瑰图表示，其主导风向频率在30%以上的地区可以认为是风向稳定地区。

4．风速变化小

风力发电场选址时尽量不要选择有较大的风速日变化和季节变化的地区。我国属季风气候，冬季风大，夏季风小。但是在我国北部和沿海地区，由于天气和海陆的关系，风速年变化较小，在最小的月份只有4～5m/s。

5．风力发电机组高度范围内风垂直切变要小

风力发电机组选址时要考虑因地面粗糙度引起的不同风速轮廓线，当风垂直切变非常大时，对风力发电机组运行十分不利。

6．湍流强度小

由于风是随机的，加之场地表面粗糙的地面和附近障碍物的影响，由此产生的无规则的湍流会给风力发电机组及其出力带来无法预计的危害:减小了可利用的风能;使风力发电机组产生振动;叶片受力不均衡，引起部件机械磨损，从而缩短了风力发电机组的寿命，严重时使叶片及部分部件受到不应有的毁坏等。因此，在选址时，要尽量使风力发电机组避开粗糙的地表或高大的建筑障碍物。若条件允许，风力发电机组的轮毂高度应高出附近障碍物至少8～10m，距障碍物的距离应为5～10倍障碍物高度。湍流强度小的地区湍流强度受大气稳定性和地面粗糙度的影响，所以在建风力发电场时，要避开上风方向地形有起伏和障碍物较大的地区。

7．尽量避开灾害性天气频繁出现的地区

在选址工作中，应对某些对风力发电机组有影响的灾害性天气予以考虑，灾害性天气包括强风暴(如强台风、龙卷风等)、雷电、沙暴、夜冰、盐雾等，对风力发电机组具有破坏性，如强风暴、沙暴会使叶片转速增大，叶片失去平衡而增加机械摩擦导致机械部件损坏，降低风力发电机组使用寿命，严重时会使风力发电机组破坏;多雷电区会使风力发电机组遭受雷击，从而造成风力发电机组毁坏;多盐雾天气会腐蚀风力发电机组部件，从而降低风力发电机组部件使用寿命;覆冰会使风力发电机组叶片及其测风装置发生结冰现象，从而改变了叶片翼型，由此改变了正常的气动力出力，减小风力发电机组出力，叶片积冰会引起叶片不平衡和振动，增加疲劳负荷，严重时会改变风轮固有频率，引起共振，从而减小风力发电机组寿命或造成风力发电机组严重损坏;叶片上的积冰在风力发电机组运行过程中会因风速、旋转离心力而甩出，坠落在风力发电机组周围，危及人员和设备自身安全，测风传感器结冰会给风力发电机组提供错误信息，从而使风力发电机组产生误动作，等等。此外，由于冰冻和沙暴，会使测风仪器的记录出现误差。风速仪上的冰会改变风杯的气动特性，降低了转速甚至会冻住风杯，从而不能可靠地进行测风和对潜在风力发电场风能资源进行正确评估。因此，频繁出现上述灾害性气候的地区应尽量不要安装风力发电机组。但是，在选址时，有时不可避免地要将风力发电机组安装在这些地区，此时，在进行风力发电机组设计时就应将这些因素考虑进去，要对历年来出现的冰冻、沙暴情况及其出现的频率进行统计分析，并在风力发电机组设计时采取相应措施。

8．尽可能靠近电网

要考虑电网现有容量、结构及其可容纳的最大容量以及风力发电场的上网规模与电网是否匹配的问题;风力发电场应尽可能靠近电网，从而减少电损和电缆铺设成本。

9．交通方便

要考虑所选定风力发电场交通运输情况，设备供应运输是否便利，运输路段及桥梁的承载力是否适合风力发电机组运输车辆等。风力发电场的交通方便与否将影响风力发电场建设。

10．对环境的不利影响最小

通常，风力发电场对动物特别是对飞禽及鸟类有伤害，对草原和树林也有些损害。为了保护生态，在选址时应尽量避开鸟类飞行路线，候鸟及动物停留地带及动物筑巢区，尽量减少占用植被面积。

11．地形情况

要考虑风力发电场址区域的复杂程度，地形单一，风力发电机组无干扰地在最佳状态运行;反之，地形复杂多变，产生扰流现象严重，对风力发电机组出力不利。验证地形对风力发电场风力发电机组出力产生影响的程度，通过考虑场区方圆50km(对非常复杂地区)以内地形粗糙度及其变化次数、障碍物如房屋树林等的高度、数字化山形图等数据，还有其他的风速风向统计数据等，利用WAsP软件的强大功能进行分析处理。

12．地质情况

风力发电场选址时要考虑所选定场地的土质情况，如是否适合探度挖掘(塌方、出水等)，房屋建设施工、风力发电机组施工等。要有详细的反映该地区的水文地质资料，并依照工程建设标准进行评定。

13．地理位置

从长远考虑，风力发电场选址要远离强地震带、火山频繁爆发区以及具有考古意义及特殊使用价值的地区。应收集历年有关部门提供的历史记录资料，结合实际作出评价。另外，考虑风力发电场对人类生活等方面的影响，如风力发电机组运行会产生噪声等，风力发电场应远离人口密集区。有关规范规定风力发电机组离居民区的最小距离应使居民区的噪声小于45 dB，该噪声可为人们所接受。另外，风力发电机组离居民区和道路的安全距离从噪声影响和安全考虑，单台风力发电机组应远离居住区至少200m。而对大型风力发电场来说，这个最小距离应增至500m。

14．温度、气压、湿度

温度、气压、湿度的变化会引起空气密度的变化从而改变了风功率密度，由此改变风力发电机组的发电量。在收集气象站历年风速风向数据资料及进行现场测量的同时应统计温度、气压、湿度。在利用WAsP软件对风速、风向进行精确计算的同时，利用温度、气压、湿度的最大、最小及平均值，进行风力发电机组发电量的计算验证。

15．海拔

同温度、气压、湿度一样，具有不同海拔的区域由于其空气密度不同而改变了风功率密度，由此改变风力发电机组的发电量。在利用WAsP软件进行风能资源评估分析计算时，海拔的高度间接对风力发电机组发电量的计算验证起重要作用。