風電場風能資源與發電量設計后評估探究

叢建鷗

摘要：風電場運營是否良好的重要指標是風力發電機組的發電量。由于風能資源的多少在很大程度上決定了發電量的高低，對風電場項目后評價主要集中在發電指標的評價上。文章參照風電場的實際運營數據，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，為風電場設計的長遠發展做出充分的經驗累積。

關鍵詞：發電量；測風塔；棄風；風電場；項目后評價；風能資源 文獻標識碼：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

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

對于風電場來說，一切技術手段都是為了能通過更好、更有效的方法來提高投資效益。在這個宗旨的指導下，需要對項目決策時與落成后的各項指標的細微差異進行原因分析，經驗總結并據此提出相應的改進等多方面努力。而為了達到對發電廠發電量指標的評估目的，則需要致力于發電場內外因素的發現，風力發電組的發電量指標作為風電場運營后評價的一個重要指標必須通過嚴格的分析與設計值比對提出高效建議，來達到提高效率減少偏差的目的。

1 評估方法

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

2 評估步驟

對發電廠的風電項目的發電量后有以下六個基本步驟：（1）最基礎的是收集與分析電場內測風塔的測風數據，并整理風電場每臺風電機的運行數據；（2）按照代表年來訂正并對實際發電量進行整理排序，由風能資源代表年的數據來判斷實際年份中的情況，對比設計過程與實際運行過程中的各項參數；（3）對項目實施前后所產生的各種偏差與差異進行合理的分析研究；（4）針對所存的項目問題提出相應的改善建議；（5）對整個項目中存在的缺點及弊端進行修繕，以達到在已有情況下進一步提高風電場總體的發電效率及提高總發電量的目的；（6）具體可以通過以下方面來改善發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等比例計算發的電量并推算至代表年后再進行數據比對；在這之前關鍵是做到對其是否是水平年進行準確判斷，這要根據實際運行年份的氣象站同期數據或現場測風塔實測數據才能進行最符合實際的判斷。在判斷結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發電量與實際運行后的發電量進行比較與分析。

3 偏差分析

在可研階段的風資源及發電量均進行了合理的發電量設計的情況下，仍然與實際預期結果產生了偏差的情況下，則需要對整個系統進行偏差可能存在原因的分析。這一步是為了風電場長遠發展做好經驗積累工作。

3.1 機型

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

3.2 停機

各類可能直接或間接導致風力發電廠風力發電機組造成停機問題，例如特殊氣象條件、不可抗力甚至合理的例行維護、操作停機等都會對發電量產生不可消除的直接影響。

3.3 測風塔

由于從可研階段至實際運行階段最少需要經過1～3年的時間，在這段時間內所產生的儀器問題無法立刻發現及解決，這使得在可研階段使用的測風塔所產生的代表性不足，測風時段出入，校準產生人為失誤及測風儀器的部分老化等因素在這段時期能持續對測風量精度造成嚴重影響，從而對發電量造成嚴重影響。

3.4 棄風

電網建設的相對滯后對目前三北地區產生了較為嚴重的風力發電廠限負荷現象，而其產生對于發電量產生了直接影響。

3.5 折減系數的選取

為了做好本地區長遠發展上的設計考量工作，對折減系數進行選取分析、調整等工作必不可少，由于每臺風機理論發電量在可研階段通過軟件預估完成，因此折減系數在經各項折減并得上網發電量數值后，其選取都對上網發電量數值造成了極大的影響。

3.6 軟件計算準確性

行業內較為普遍的發電量計算軟件使用原則是利用WT對復雜地形進行計算，而較為平坦的地形則通過WAsP來進行計算。

3.7 風機布點

微觀選址是實際運行階段的風機布點的基本階段，考慮到每臺風機的實際情況與現場情況得到最符合實際的風機布點方案，而適當的手調以及對河流村莊的相同考慮等也必不可少。每個機位都必須進行嚴格的實地考察發電量工作，因為可研階段與實際運行階段存在時間的先后順序，故導致了風機布點的失誤所存的嚴重的問題，因而必須綜合多方面原因做出最合理的計劃方案。

4 結語

對風電場發電量進行后評估要使用代表年分析來進行訂整的方法，將發電廠運行期間所得的實際發電量與在可研階段進行的預估進行嚴謹的對比及合理分析總結，對于產生的差異進行重點研究，盡量注意可能產生差異的細節問題，對差異的產生進行科學合理的深入思考，整理并調節使其有效減少，使通過調整后的發電量能夠與實際發電量更為貼近，為科研設計人員提供有效的參考使其提升設計水平的同時，也為本區長遠方向上的風電場發展提供了高效可參考的指導意見及合理發展方向。因此對不同地區不同的發展項目進行相應后評估需要合理地通過對當地實際情況的相應數據真實采集，以此來達到改善各項折減系數的目的。在以后的發展中使科研設計人員和后評估人員獲得多個地區不同項目的各類參考信息。

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（責任編輯：周 瓊）