风电机组选型、布置及风电场发电量估算(木垒风电场).docVIP

5 风电机组选型、布置及风电场发电量估算 准： 董德兰 核 定： 刘 玮 审 查： 吉超盈 校 核： 孙宁宁 编 写： 李 丽 5 风电机组选型、布置及风电场发电量估算 5.1 风力发电机组选型 在风电场的建设中，风力发电机机组的选择受到风电场自然环境条件、交通运输条件、吊装条件等制约。同时在技术先进、运行可靠的前提下，选择经济上切实可行的风力发电机组。本次在风电机组选型时，主要考虑以下几方面因素： （1）电网公司对风电场接入的技术要求 根据《国家电网公司风电场接入电网技术规定（修订版）》的要求，风电机组应满足国家电网公司对风电场在有功功率调节、无功功率调节、电压范围、低电压穿越、电压调节等方面的技术要求。 （2）气象及风能资源条件 木垒气象站多年平均气温为5.7℃；极端最高气温37.9℃，极端最低气温-31.0℃，本项目选择低温型型风电机组（-30℃～+40℃）即可满足环境温度要求。 根据对区域50年一遇极大风速和湍流强度的分析，木垒风电场属IECIII类风电场，因此，所选机型需满足合III类及以上等级。另外，由于戈壁滩环境气候恶劣，所选风电机组还需具有较好的防风沙、防腐、防雷暴及可靠性等性能。 （3）风电机组厂商选择 所选的风电机组厂家目前应具备一定的技术实力，具备规模化的产能，以满足本项目的施工进度要求。同时要求风电机组厂家可独立指导机组的吊装和调试，能够配合完成风电机组土建、电气等配套工程的建设，以保证项目的建设进度。另在具体风电机组的选择时，应该充分考虑其运行的可靠性，主要包括其对运行环境适应性及可用率保证等方面。 5.1.1 建设条件 本风电场属于木垒县老君庙地区，场址范围位于东经90°54′00″～90°57′00″，北纬44°31′42.8″～44°34′00″之间。场区地貌大部分为戈壁荒滩，海拔高0m～1000m，地质条件稳定，交通较为便利，施工条件较好。本期工程计划安装33台单机容量1500kW的风力发电机，装机容量49.5MW。 根据7910#测风塔 2011.01.01～2011.12.31测风数据计算得到风电场场址70m高度风功率密度分布如图5.1所示。图中用颜色深浅表示风能指标高低，颜色越深风能指标越好，颜色越浅风能指标越差。由图5.1可见，该风电场场址地势开阔，地形平坦，风能指标基本一致。 根据区域测风塔风能资源计算结果，木垒风电场主风向和主风能方向一致，以（）风的风速、风能最大和频次最高，盛行风向稳定，风速春、夏季大，秋、冬季小。 该风电场风速频率主要集中在.0 m/s～.0m/s，无效风速和破坏性风速少,全年均可发电。m高度年平均风速为m/s,年平均风功率密度为W/m2，年有效风速（3.0m/s～2.0m/s）利用小时数为h。用WASP10.0程序进行曲线拟合计算，得到m高度代表年平均风速为7.21m/s,平均风功率密度为406W/m2，威布尔参数A=8.1，k=1.98。根据《风电场风能资源测量和评估技术规定》判定区域风电场风功率密度等级3级标准，风能资源较为丰富。根据气象站近30年（198～20年）实测年最大风速，风电场0m高度湍流强度为0.0,50m高度湍流强度为0.0, 30m高度湍流强度为0.0,均小于0.1， 说明本风电场50m～70m高度15m/s风速段湍流强度相对较小，对风力发电机组性能影响较弱。根据国际电工协会IEC61400-1(2005)标准判定该风电场可选用安全标准适合III类及以上的风机。 根据目前国成熟的商品化风电机组技术规格，初步选择单机容量为0kW、2000kW和2500kW的机型特征参数如下 叶片数： 3片 额定功率： 1500kW、2000kW、2500kW 风轮直径： 82～106m 切入风速： 3m/s 切出风速： 25m/s 额定风速： 10～12m/s 安全风速： 52.5m/s 轮毂高度： 70m、80m 根据木垒风电场风能资源特点和场址范围，将此5种风机尽可能布置在风能指标高、发电量大的地点，通过WASP10.0软件进行优化布置和比较分析计算后，得到最优的发电量布置方案，计算出风电机组理论发电量。并对发电量和尾流影响综合比较，选定风能利用率较高，尾流影响控制在允许范围内且较小的布置方案为最终方案，技术经济比较分析结果见表5.1。 表.1 初选机型经济比较表 项 目 单位 方案一 方案二 方案三 方案四 GW82/1.5MW SL82/1.5MW W93/2.0MW GW106/2.5MW 1 单机容量 kW 1500 1500 2000 2500 2 台数 台 33 33 25 20 3 轮毂高度 m 70 70 80 80 5 总装机容量 MW 49.5