风电机组选型及布置优化方案

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：从年理论发电量和等效满负荷小时数的高低方面考虑，选取V90-2000风电机组作为进一步优化比选的机型。风电机组布机点坐标及年理论发电量见表3-9。

根据风能资源分析评估结果：风电场70m高度年平均风速为6.3m/s，年平均风功率密度为269.6W/m²，年有效风速小时数为7632h（3～25m/s），风能集中在0°～135°（N～SE）和315°～337.5°（NW～NNW），占总风能的74%。

3.6.2.1 风电机组选型

在考虑了建场地区的地形及交通运输条件以及机组等因素后，初步选择了五种风力发电机组进行比选，分别为：金风GW77-1500、华锐SL77-1500、东汽FD77A、丹麦VESTAS V90-2000、金风GW90-2500。各风力发电机组机型特征参数见表3-6，各风力发电机组功率曲线如图3-10所示。

表3-6 各风力发电机组机型特征参数

（续）

图3-10 各风力发电机组功率曲线

对选定的风机机型进行优化，采用Windfarmer软件进行机位布置，优化前对软件相关参数进行设置，同时软件在优化排布时考虑了安装风机的最大坡度角，尾流模型采用软件内置的修正PARK模型。从风能资源分布图上可以看出，风场区域内地形平坦，没有大的起伏，风能资源分布均匀。因此，为提高风机对有效风能的利用率，采用最小风机间距为5D（D为风机叶轮直径）的方式进行机组布置，考虑到尾流损失、湍流折减系数、叶片污染折减系数、风力发电机组的可利用率、气候影响停机系数、功率曲线折减系数的影响并进行合理取值，对各种比选机型进行综合比选，最后采用WAsP计算各种方案理论年发电量，各机型技术经济指标见表3-7。

表3-7 各机型技术经济指标比较表

风电场各风机年理论发电量和等效满负荷小时数最高的为V90-2000，其他四种比选机型的年理论发电量和等效满负荷小时数的高低排序依次为GW77-1500、FD77A、GW90-2500、SL77-1500。从年理论发电量和等效满负荷小时数的高低方面考虑，选取V90-2000风电机组作为进一步优化比选的机型。

3.6.2.2 风电机组优化布置

风电场地区风能资源较好，对照GB/T 18710—2002，风功率密度等级属2级，利用1∶5000地形图可计算出较为详细的风能资源分布情况，如图3-11所示。

图3-11 风电场风能资源分布图

从风能资源分布图上可以看出，本工程风场区域内地形平坦，没有大的起伏，风能资源分布均匀。针对V90-2000机型进行最小间距4D布置、5D布置，行间距规则布置采用垂直于主导风向4D、平行于主导风向6D，即4D×6D布置，进行年理论发电量计算和综合比对。由于场区属于平坦地形，采取最小间距4D的布置方案进行布机使得风机间距过于紧凑，增大了尾流，减小了发电量；而采用4D×6D的行间距规则布置的发电量比5D间距布置的发电量稍小，同时，部分风机的尾流超过了10。因此，为提高风机对有效风能的利用率，采用最小间距5D的布置方案更为合理，即考虑了风机间的合理距离，又增大了发电量。5D机位布置方案年上网电量见表3-8，布机方案如图3-12所示。