单机容量的选择

二、单机容量的选择

风力发电场工程经验表明，对于平坦地形，在技术可行、价格合理的条件下，单机容量越大，越有利于充分利用土地，越经济。

在相同装机容量条件下，单机容量越大，机组安装的轮毂高度越高，发电量越大，而分项投资和总投资均降低，效益越好。并网运行的风力发电场，应选用适合本风力发电场风况、运输、吊装等条件，商业运行一年以上，技术上成熟，单机容量和生产批量较大，质优价廉的风力发电机组。由于风力发电机市场前景被一些发达国家看好，风力发电机技术发展很快。以风力发电机生产大国丹麦的内外销情况为例，20世纪80年代初期，主要生产单机容量为50kW左右的风力发电机;20世纪80年代中期，主要生产单机容量为100kW左右的风力发电机;20世纪80年代末至90年代初，主要生产单机容量为150～450kW的风力发电机;从1995年起，已大批量生产单机容量为500～600kW的风力发电机;近几年来，世界各个风力发电机主要生产厂商还相继开发了单机容量为750～1500kW的风力发电机，并陆续投入了试运行。

(一)性能价格比原则

性能价格比最优永远是项目设备选择决策的重要原则。

1．风力发电机单机容量大小的影响

从单机容量为0．25MW到2．5MW的各种机型中，单位千瓦造价随单机容量的变化呈U形趋势，目前600kW风力发电机的单位千瓦造价正处在U形曲线的最低点。随着单机容量的增加或减少，单位千瓦的造价都会有一定程度上的增加。如600kW以上，风轮直径、塔架的高度、设备的重量都会增加。风轮直径和塔架高度的增加会引起风力发电机疲劳载荷和极限载荷的增加，要有专门加强型的设计，在风力发电机的控制方式上也要作相应的调整，从而引起单位千瓦造价上升。

2．选择机型需考虑的相关因素

1)考虑运输与吊装的条件和成本，需使用3MN标称负荷的吊车。由于运输转变半径要求较大，对项目现场的道路宽度、周围的障碍物均有较高要求。起吊重量越大的吊车本身移动时对桥梁道路要求也越高，租金越贵。

2)兆瓦级风机维修成本高。一旦发生部件损坏，需要较强的专业安装队伍及吊装设备，更换部件、联系吊车，会造成较长的停电时间。单机容量越大，机组停电所造成的影响也越大。

3)目前情况下选择兆瓦级风力发电机所需要的运行维护人员的技术条件及装备相应也高，有一定的难度。

(二)发电成本因素

单位发电成本是建设投资成本C₁与运行维修费用C₂之和，即:

式中　F——风机容量系数;

　Q——单位投资;

　t——投资回收时间;

　r——贷款年利率;

　m——年运行维修费与风场投资比。

风力发电机的工作受到自然条件制约，不可能实现全运转，即容量系数始终小于1。所以在选型过程中力求在同样风能资源情况下，发电最多的机型为最佳。风力发电的一次能源费用可视为零，因此得出结论，发电成本就是建场投资(含维护费用)与发电量之比。节省建场投资又多发电，无疑是降低上网电价的有利手段之一。与火力和核电发电相比，风力发电有以下特点。

1)风力发电机的输出受风力发电场的风速分布影响。

2)风力发电虽然运行费用较低、建设工期短，但建风场的一次性投资大，明显表现出风力发电项目需要相对较长的资本回收期，风险较大。

因此，在风力发电机选型时，可按发电成本最小原则作为指标，因为它考虑了风力发电的投入和效益。综上所述，业主在投资发展风力发电项目时，考虑风力发电场的设计，对风力发电机的选型就有非常重要的意义，以上这些因素影响整个项目投资效益、运行成本和运行风险，因为风力发电机设备同时决定了建场投资和发电量。良好的风力发电机选型就是要在这两者之间选择一个最佳配合，这也是风力发电机与风力发电场的优化匹配。

(三)财务预测结果

针对国内各风力发电场资源状况不同，可选择的风机性能、工程造价及经营成本也不同。按我国风力发电发展的现状统计数据，电价一直是制约中国风力发电发展的最关键因素。要鼓励风力发电发展，应保证风力发电项目投资的合理利润，依据国家现行规范，风力发电项目利润水平的主要标准包括投资利润率、财务内部收益率、财务净现值。