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現狀進行了分析，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展階段。2012年底全國并網風電裝機容量達到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，全國新增風電并網容量1449萬千瓦，累計并網裝機容量達到7716萬千瓦，繼續位居世界第一。隨著“三北”地區風電持續大規模投產，風電開發思路脫離國情、電情和缺乏統籌協調的問題逐漸暴露，“棄風限電”現象開始出現且日趨嚴重，據統計，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，各風電開發企業紛紛嚴格控制在“三北”地區的風電開工建設規模，將風電開發的重心向經濟發達、電網消納能力強、電價較高的內陸區域傾斜，著力開辟低風速地區的新戰場。由于風資源條件一般，低風速風電項目抗風險能力較弱，項目建成投產后優化、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內，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、開發價值、開發策略和開發步驟的過程，是企業能否通過開發風電場獲取經濟利益的關鍵。

1.1資源調查

收集目標區域的風資源數據，重點收集附近有參考價值的測風數據、當地氣象站測風資料。在此階段，可借助1：50000的地形圖或谷歌地圖對目標區域進行分析研究，根據地形圖上呈現的地形、地貌尋找具備成風條件區域。一般與主風向平行的峽谷區域風資源的“狹管效應”明顯，與周邊區域落差較大的山脈會產生風資源的“爬坡效應”，大面積緩坡丘陵區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經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地居民調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”較為發育，在低風速的內陸地區不明顯。但在缺少風速數據的情況下，仍可有助于初步了解當地的風況。

1.2政策收集和研究

收集地方政府對當地資源的開發許可政策；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、制造業落戶等；要專門研究環保、水保、國土、林業、文物、軍事等政策對項目開發有無否決性約束，比如項目是否處于自然保護區、是否被列為禁止開發區、是否存在特殊功能區等； 要研究地方利益訴求的相關政策對項目開發的影響，如收取項目保證金等。

1.3建設條件調研

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，裝機規模也受到限制，難以實現規模開發，場內交通道路投資相對也大，是項目經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，風資源豐富地區一般都在比較偏遠的地區，如山脊、戈壁灘、草原、海灘和海島等，周邊居民較少；但在內陸低風速地區，大部分風場所處區域均適合生產生活，環境保護要求高。風電場選址時應注意與附近居民、工廠、企事業單位保持適當距離，盡量減小噪音污染；應避開自然保護區、珍稀動植物地區以及候鳥保護區和候鳥遷徙路徑等。另外，候選風電場場址內樹木應盡量少，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的選址時原則上不予考慮。

1.5編制規劃選址報告

規劃選址報告要對擬選場址地理位置、氣象概況進行描述，提出風場建設規模、單機容量、安裝臺數、接入系統方案的初步建議；提出測風塔選址建議，包括測風塔數量、高度、海拔及坐標點；對地方政府對當地資源的開發許可政策，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，為下一步決策提供參考依據。

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、平原或丘陵地區盡量采用100米高度測風塔。測風設備需經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據處于經濟開發臨界點的，建議適當延長測風時間，規避后續投資風險。

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據進行統計分析，對資源水平進行初步定性，并考慮增加測風塔數量。在項目進入深度評估階段后，根據需要繼續加密。項目投資決策前，如對風資源情況仍難以把握，可考慮委托專業公司采用風資源數值模擬或激光雷達移動測風技術進行校驗，以彌補傳統測風技術的不足。

低風速風電項目資源條件一般，但與“三北”地區相比也具有一定的開發優勢，如：上網電價相對較高；接入系統條件較好，送出工程一般由電網公司投資建設；電網容量大，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，已成為內陸省份能源結構調整、促進節能減排、實現可持續發展的重要舉措。

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] 國家發展改革委.風電場場址原則技術規定[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展規劃工作。