風(fēng)電場風(fēng)能資源與發(fā)電量設(shè)計后評估探究

叢建鷗

摘要：風(fēng)電場運營是否良好的重要指標(biāo)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量。由于風(fēng)能資源的多少在很大程度上決定了發(fā)電量的高低，對風(fēng)電場項目后評價主要集中在發(fā)電指標(biāo)的評價上。文章參照風(fēng)電場的實際運營數(shù)據(jù)，針對可能涉及的各方面影響提出改善建議與方案，使實際情況更接近理想狀態(tài)，為風(fēng)電場設(shè)計的長遠(yuǎn)發(fā)展做出充分的經(jīng)驗累積。

關(guān)鍵詞：發(fā)電量；測風(fēng)塔；棄風(fēng)；風(fēng)電場；項目后評價；風(fēng)能資源 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM614 文章編號：1009-2374（2015）32-0010-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.006

基本建設(shè)程序中一個尤為重要的階段是對建設(shè)項目進(jìn)行建設(shè)項目后評估，這一活動最早的起源是在20世紀(jì)30年代的美國。從2005年開始直到今天，中國風(fēng)電裝機(jī)容量正以一個穩(wěn)定而又持續(xù)的速度在不斷增長。該項目在目前已經(jīng)取得某些研究成果，并應(yīng)用在風(fēng)電場項目建成后的評估中。層次分析法應(yīng)用于風(fēng)電場運營經(jīng)濟(jì)性的評定測估中。

對于風(fēng)電場來說，一切技術(shù)手段都是為了能通過更好、更有效的方法來提高投資效益。在這個宗旨的指導(dǎo)下，需要對項目決策時與落成后的各項指標(biāo)的細(xì)微差異進(jìn)行原因分析，經(jīng)驗總結(jié)并據(jù)此提出相應(yīng)的改進(jìn)等多方面努力。而為了達(dá)到對發(fā)電廠發(fā)電量指標(biāo)的評估目的，則需要致力于發(fā)電場內(nèi)外因素的發(fā)現(xiàn)，風(fēng)力發(fā)電組的發(fā)電量指標(biāo)作為風(fēng)電場運營后評價的一個重要指標(biāo)必須通過嚴(yán)格的分析與設(shè)計值比對提出高效建議，來達(dá)到提高效率減少偏差的目的。

1 評估方法

對風(fēng)電場預(yù)期目標(biāo)與實際產(chǎn)生的效果進(jìn)行對比的一種分析方法叫做風(fēng)電場發(fā)電量后評估。通過前后數(shù)據(jù)的分析與比對，對該風(fēng)電場的年發(fā)電量運行效率進(jìn)行評估考核。通過多風(fēng)電場的預(yù)測評估階段所預(yù)測的風(fēng)能資源和風(fēng)電場發(fā)電機(jī)的年發(fā)電總量與風(fēng)電場建成投入實際生產(chǎn)后產(chǎn)生的實際情況進(jìn)行分析比較，從中找出存在差別及產(chǎn)生偏差的可能原因，為風(fēng)電場以后的發(fā)展設(shè)計提供更加完善準(zhǔn)確可靠的思路和方法。對設(shè)計值是保守還是偏大進(jìn)行理論的分析研究及改進(jìn)，最大幅度地提高對風(fēng)能資源的分析能力以及對風(fēng)電機(jī)組的選型原則，對風(fēng)能資源進(jìn)行充分的利用，從而使得風(fēng)電場的發(fā)電量大幅提高。

2 評估步驟

對發(fā)電廠的風(fēng)電項目的發(fā)電量后有以下六個基本步驟：（1）最基礎(chǔ)的是收集與分析電場內(nèi)測風(fēng)塔的測風(fēng)數(shù)據(jù)，并整理風(fēng)電場每臺風(fēng)電機(jī)的運行數(shù)據(jù)；（2）按照代表年來訂正并對實際發(fā)電量進(jìn)行整理排序，由風(fēng)能資源代表年的數(shù)據(jù)來判斷實際年份中的情況，對比設(shè)計過程與實際運行過程中的各項參數(shù)；（3）對項目實施前后所產(chǎn)生的各種偏差與差異進(jìn)行合理的分析研究；（4）針對所存的項目問題提出相應(yīng)的改善建議；（5）對整個項目中存在的缺點及弊端進(jìn)行修繕，以達(dá)到在已有情況下進(jìn)一步提高風(fēng)電場總體的發(fā)電效率及提高總發(fā)電量的目的；（6）具體可以通過以下方面來改善發(fā)電量的代表年訂正方法，例如在實際運行年并不是水平年的情況下需要根據(jù)等比例計算發(fā)的電量并推算至代表年后再進(jìn)行數(shù)據(jù)比對；在這之前關(guān)鍵是做到對其是否是水平年進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，這要根據(jù)實際運行年份的氣象站同期數(shù)據(jù)或現(xiàn)場測風(fēng)塔實測數(shù)據(jù)才能進(jìn)行最符合實際的判斷。在判斷結(jié)果為水平年的條件下，則可以直接將可研階段測算出的上網(wǎng)發(fā)電量與實際運行后的發(fā)電量進(jìn)行比較與分析。

3 偏差分析

在可研階段的風(fēng)資源及發(fā)電量均進(jìn)行了合理的發(fā)電量設(shè)計的情況下，仍然與實際預(yù)期結(jié)果產(chǎn)生了偏差的情況下，則需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行偏差可能存在原因的分析。這一步是為了風(fēng)電場長遠(yuǎn)發(fā)展做好經(jīng)驗積累工作。

3.1 機(jī)型

業(yè)主所使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)型若與在可研階段所提出的系統(tǒng)推薦機(jī)型并不相符，那么考慮到各類機(jī)型功率曲線并不盡相同的問題，對發(fā)電量會造成不可避免的直接影響。

3.2 停機(jī)

各類可能直接或間接導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電廠風(fēng)力發(fā)電機(jī)組造成停機(jī)問題，例如特殊氣象條件、不可抗力甚至合理的例行維護(hù)、操作停機(jī)等都會對發(fā)電量產(chǎn)生不可消除的直接影響。

3.3 測風(fēng)塔

由于從可研階段至實際運行階段最少需要經(jīng)過1～3年的時間，在這段時間內(nèi)所產(chǎn)生的儀器問題無法立刻發(fā)現(xiàn)及解決，這使得在可研階段使用的測風(fēng)塔所產(chǎn)生的代表性不足，測風(fēng)時段出入，校準(zhǔn)產(chǎn)生人為失誤及測風(fēng)儀器的部分老化等因素在這段時期能持續(xù)對測風(fēng)量精度造成嚴(yán)重影響，從而對發(fā)電量造成嚴(yán)重影響。

3.4 棄風(fēng)

電網(wǎng)建設(shè)的相對滯后對目前三北地區(qū)產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的風(fēng)力發(fā)電廠限負(fù)荷現(xiàn)象，而其產(chǎn)生對于發(fā)電量產(chǎn)生了直接影響。

3.5 折減系數(shù)的選取

為了做好本地區(qū)長遠(yuǎn)發(fā)展上的設(shè)計考量工作，對折減系數(shù)進(jìn)行選取分析、調(diào)整等工作必不可少，由于每臺風(fēng)機(jī)理論發(fā)電量在可研階段通過軟件預(yù)估完成，因此折減系數(shù)在經(jīng)各項折減并得上網(wǎng)發(fā)電量數(shù)值后，其選取都對上網(wǎng)發(fā)電量數(shù)值造成了極大的影響。

3.6 軟件計算準(zhǔn)確性

行業(yè)內(nèi)較為普遍的發(fā)電量計算軟件使用原則是利用WT對復(fù)雜地形進(jìn)行計算，而較為平坦的地形則通過WAsP來進(jìn)行計算。

3.7 風(fēng)機(jī)布點

微觀選址是實際運行階段的風(fēng)機(jī)布點的基本階段，考慮到每臺風(fēng)機(jī)的實際情況與現(xiàn)場情況得到最符合實際的風(fēng)機(jī)布點方案，而適當(dāng)?shù)氖终{(diào)以及對河流村莊的相同考慮等也必不可少。每個機(jī)位都必須進(jìn)行嚴(yán)格的實地考察發(fā)電量工作，因為可研階段與實際運行階段存在時間的先后順序，故導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)布點的失誤所存的嚴(yán)重的問題，因而必須綜合多方面原因做出最合理的計劃方案。

4 結(jié)語

對風(fēng)電場發(fā)電量進(jìn)行后評估要使用代表年分析來進(jìn)行訂整的方法，將發(fā)電廠運行期間所得的實際發(fā)電量與在可研階段進(jìn)行的預(yù)估進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Ρ燃昂侠矸治隹偨Y(jié)，對于產(chǎn)生的差異進(jìn)行重點研究，盡量注意可能產(chǎn)生差異的細(xì)節(jié)問題，對差異的產(chǎn)生進(jìn)行科學(xué)合理的深入思考，整理并調(diào)節(jié)使其有效減少，使通過調(diào)整后的發(fā)電量能夠與實際發(fā)電量更為貼近，為科研設(shè)計人員提供有效的參考使其提升設(shè)計水平的同時，也為本區(qū)長遠(yuǎn)方向上的風(fēng)電場發(fā)展提供了高效可參考的指導(dǎo)意見及合理發(fā)展方向。因此對不同地區(qū)不同的發(fā)展項目進(jìn)行相應(yīng)后評估需要合理地通過對當(dāng)?shù)貙嶋H情況的相應(yīng)數(shù)據(jù)真實采集，以此來達(dá)到改善各項折減系數(shù)的目的。在以后的發(fā)展中使科研設(shè)計人員和后評估人員獲得多個地區(qū)不同項目的各類參考信息。

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（責(zé)任編輯：周 瓊）