低風速風電場宏觀選址與風資源測量研究

侯國 郭允

摘要：文章對我國風電開發(fā)現(xiàn)狀進行了分析，提出了低風速風電場宏觀選址程序、方法以及重點關注事項；結合實際工作經(jīng)驗，總結了測風階段應堅持的幾項基本原則。

關鍵詞：低風速；宏觀選址；風資源測量

引言

自2006年國家頒布實施《可再生能源法》以來，我國風電進入了高速發(fā)展階段。2012年底全國并網(wǎng)風電裝機容量達到6142萬千瓦，躍居世界第一風電大國，風電成為繼煤電和水電之后我國第三大電源；2013年，全國新增風電并網(wǎng)容量1449萬千瓦，累計并網(wǎng)裝機容量達到7716萬千瓦，繼續(xù)位居世界第一。隨著“三北”地區(qū)風電持續(xù)大規(guī)模投產(chǎn)，風電開發(fā)思路脫離國情、電情和缺乏統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的問題逐漸暴露，“棄風限電”現(xiàn)象開始出現(xiàn)且日趨嚴重，據(jù)統(tǒng)計，2011、2012、2013年全國棄風電量分別為100億千瓦時、200億千瓦時和150億千瓦時。為此，各風電開發(fā)企業(yè)紛紛嚴格控制在“三北”地區(qū)的風電開工建設規(guī)模，將風電開發(fā)的重心向經(jīng)濟發(fā)達、電網(wǎng)消納能力強、電價較高的內(nèi)陸區(qū)域傾斜，著力開辟低風速地區(qū)的新戰(zhàn)場。由于風資源條件一般，低風速風電項目抗風險能力較弱，項目建成投產(chǎn)后優(yōu)化、改造空間小，項目前期宏觀選址及風資源測量評估的準確與否幾乎決定項目“生死”。

1 低風速風電場宏觀選址

風電場宏觀選址即風電場場址選擇，是在一個較大的地區(qū)內(nèi)，通過對若干場址的風能資源和其他建設條件的分析和比較，確定風電場的建設地點、開發(fā)價值、開發(fā)策略和開發(fā)步驟的過程，是企業(yè)能否通過開發(fā)風電場獲取經(jīng)濟利益的關鍵。

1.1資源調(diào)查

收集目標區(qū)域的風資源數(shù)據(jù)，重點收集附近有參考價值的測風數(shù)據(jù)、當?shù)貧庀笳緶y風資料。在此階段，可借助1：50000的地形圖或谷歌地圖對目標區(qū)域進行分析研究，根據(jù)地形圖上呈現(xiàn)的地形、地貌尋找具備成風條件區(qū)域。一般與主風向平行的峽谷區(qū)域風資源的“狹管效應”明顯，與周邊區(qū)域落差較大的山脈會產(chǎn)生風資源的“爬坡效應”，大面積緩坡丘陵區(qū)域也可能具備一定成風條件。為核實場址實際條件，應組織具有風電開發(fā)經(jīng)驗的技術人員開展實地踏勘工作。一般可采用植物變形法、風成地貌判別法以及當?shù)鼐用裾{(diào)查判別法等三種方法對擬選場址風資源狀況進行輔助定性判斷。植物變形法和風成地貌法在風速較高的“三北地區(qū)”較為發(fā)育，在低風速的內(nèi)陸地區(qū)不明顯。但在缺少風速數(shù)據(jù)的情況下，仍可有助于初步了解當?shù)氐娘L況。

1.2政策收集和研究

收集地方政府對當?shù)刭Y源的開發(fā)許可政策；收集政府由于地方利益訴求而出臺的相關政策，比如資源入股、制造業(yè)落戶等；要專門研究環(huán)保、水保、國土、林業(yè)、文物、軍事等政策對項目開發(fā)有無否決性約束，比如項目是否處于自然保護區(qū)、是否被列為禁止開發(fā)區(qū)、是否存在特殊功能區(qū)等； 要研究地方利益訴求的相關政策對項目開發(fā)的影響，如收取項目保證金等。

1.3建設條件調(diào)研

應了解候選風場周圍交通運輸情況，對風況相似的場址，盡量選擇那些離已有公路較近，對外交通方便的場址， 以利于減少道路的投資。要注重擬選場址地形條件的分析，地形復雜，不利于設備的運輸、安裝和管理，裝機規(guī)模也受到限制，難以實現(xiàn)規(guī)模開發(fā)，場內(nèi)交通道路投資相對也大，是項目經(jīng)濟效益評價中的敏感因素。

1.4其他重點關注事項

在“三北”及沿海高風速地區(qū)，風資源豐富地區(qū)一般都在比較偏遠的地區(qū)，如山脊、戈壁灘、草原、海灘和海島等，周邊居民較少；但在內(nèi)陸低風速地區(qū)，大部分風場所處區(qū)域均適合生產(chǎn)生活，環(huán)境保護要求高。風電場選址時應注意與附近居民、工廠、企事業(yè)單位保持適當距離，盡量減小噪音污染；應避開自然保護區(qū)、珍稀動植物地區(qū)以及候鳥保護區(qū)和候鳥遷徙路徑等。另外，候選風電場場址內(nèi)樹木應盡量少，以便在建設和施工過程中少砍伐樹木；對于涉及風景名勝區(qū)的選址時原則上不予考慮。

1.5編制規(guī)劃選址報告

規(guī)劃選址報告要對擬選場址地理位置、氣象概況進行描述，提出風場建設規(guī)模、單機容量、安裝臺數(shù)、接入系統(tǒng)方案的初步建議；提出測風塔選址建議，包括測風塔數(shù)量、高度、海拔及坐標點；對地方政府對當?shù)刭Y源的開發(fā)許可政策，項目外部建設條件等進行描述，對有無影響項目建設的明顯顛覆性因素進行初步判斷，為下一步?jīng)Q策提供參考依據(jù)。

2 測風基本原則

2.1準確性原則

隨著長葉片、大功率低風速機組的不斷推出，風機輪轂高度較以前機型有大幅提高，相應測風塔的高度也要與之相適應。原則上山地風場采用80米高度、平原或丘陵地區(qū)盡量采用100米高度測風塔。測風設備需經(jīng)有資質機構進行標定，并出具正式標定報告。有效測風時間一般不小于一年，對于復雜地形或測風數(shù)據(jù)處于經(jīng)濟開發(fā)臨界點的，建議適當延長測風時間，規(guī)避后續(xù)投資風險。

2.2代表性原則

擬建測風塔位置選擇要能代表整個場址區(qū)域的平均水平，而不能以局部較好或較差資源代表整個場址的平均資源水平。一般平坦地形測風塔數(shù)量為1-2座，復雜地形2-4座。測風塔周邊不應有影響風向、風速變化的大型構建筑物等。

2.3適宜測風工程建設原則

測風塔位置選擇要在滿足代表性的前提下，盡量選擇場地開闊地形，便于測風塔拉線固定；地質條件好，適于地基開挖和基座澆筑；靠近已有道路，便于塔架、測風儀器、建筑材料運輸，以及后期測風塔維護消缺。

2.4經(jīng)濟性原則

為避免投資過大，測風初期可先行建設1座測風塔對風資源狀況進行初步測量，6個月后對已取得的測風數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，對資源水平進行初步定性，并考慮增加測風塔數(shù)量。在項目進入深度評估階段后，根據(jù)需要繼續(xù)加密。項目投資決策前，如對風資源情況仍難以把握，可考慮委托專業(yè)公司采用風資源數(shù)值模擬或激光雷達移動測風技術進行校驗，以彌補傳統(tǒng)測風技術的不足。

低風速風電項目資源條件一般，但與“三北”地區(qū)相比也具有一定的開發(fā)優(yōu)勢，如：上網(wǎng)電價相對較高；接入系統(tǒng)條件較好，送出工程一般由電網(wǎng)公司投資建設；電網(wǎng)容量大，消納情況好，送出不受限制；隨著大葉片、低風速風機的不斷推出，效益有望進一步提升。加快低風速風電資源開發(fā)，已成為內(nèi)陸省份能源結構調(diào)整、促進節(jié)能減排、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

參考文獻：

[1] 劉振亞.中國電力與能源[M].北京：中國電力出版社，2012.104-108

[2] 國家發(fā)展改革委.風電場場址原則技術規(guī)定[Z].2003-09-30

作者簡介：侯國（1978- ），男，吉林舒蘭人，國電安徽電力有限公司高級主管，從事電源項目前期及發(fā)展規(guī)劃工作。