论文部分内容阅读
摘 要：在风电系统中，风力发电机组对风力发电起着非常重要的重要的影响。风力发电机组的选型的因素直接影响了在工作上的效率。文提出了在风电场的建设中对风力发电机组的选型不当引起的问题，并且根据案例的分析，对这些问题产生的影响进行探讨，同时，对风电场建设中对发电机组的选型上提供了一些建议，以期风电场可以达到更好的效益。
关键词：风力发电机组；选型；风电场；因素
我国在固有资源上的开发利用已经很全面了，非再生资源的存储量无法满足社会经济快速发展的需求及人们生活活动中的需要。环境问题与资源问题都成为在能源使用上的关注要点。而在现代科技的快速发展下，风力发电这种可再生的清洁能源也受到了广泛的关注，在使用上也不断的扩大。而在风电场的建设中，对风力发电机组的选择上是整个风电系统的重点之一。不当的选型使风电机组工作的效率无法发挥，以至于影响经济效益。所以，在对风力发电机组选型的研究与实践是需要重视的环节。
一、风力发电机组选型中存在的问题及需要考虑的因素
1、风力发电机组选型过程中存在的问题
具体来看，风力发电机组选型过程中存在的问题主要可以总结为以下几点：
第一，对机组的选型的不合理，使风力发电机组无法正常的工作运行，从而影响了发电效率。第二，机组选置时，机组自身存在着缺陷的问题，致使机组的故障问题更多，从而导致机组的运行出现问题，直接影响发电的工作与质量。第三，风力发电机组是由各个零件部位构成的，一旦零部件出现了问题，就可能引起机组停机的现象，没有及时的更换故障的部位或是零部件出现缺乏的情况都会对机组的运行造成影响。第四，发电机组受外力因素影响，例如低温会使机组出现停机的状况，这种环境与温度的问题使机组的正常工作影响。第五，发电机组的选型上没有结合实际应用情况，性能上的不足造成在使用中无法满足实际的发电情况。第六，在购置发电机组时没有进行严格的检查，使机组出现了质量上的问题，同时也可能会发生购置的机组本身质量水平就没有达到要求。
2、发电机组选型过程中的考虑因素
（1）以风况以及安全要求作为依据，选择比较满足当地风资源状况的风力发电机组。以当前情况来看，部分风电项目不考虑拟建场址区风能源的情况，在风电设备的选型方面一律使用兆瓦级机组作为目标，其中，1.5MW机组选型属于最为常见的，而这种风力发电机组一般是以14m/s为主，而对于大多数二级风能资源风电场来说，其实测风不足6.6m/s，这就对风电机组的正常发电造成了较大的影响。
（2）在我们风力发电机组选型的过程中，要尽量选择一些容量比较大的机型，这样才能够降低风力发电机组数量，进而使占用的土地面积降低。
（3）最好选择一些塔架比较高的机型，这样才能够更好的获取风能。一般来说，在我们对大中型风力发电机组进行设计的时候，针对平坦地带，50m的高度所捕捉的风能要比30m高度的风能大20%。
（4）选择一些变桨距机型，这可以有效提升对于风能利用的效率。使用这种变桨距调速方式能够防止出现定桨距中的很多缺点，使得风力机运行的效率得到明显的提升。
（5）对风力发电机组报价进行综合的考虑，具体来说，在对一个风电项目进行评价的过程中，主要的指标是风电项目的投资回报情况，因此我们最好选择一些性价比比较高的风电机组。
（6）对高输出电压风力发电机组进行选择，当前的风力发电机组输出电压主要可以分为400V以及690V等几种，而对于高电压风力发电机组来说，其输出的端电压能够提高到10～20kV，不再需要使用增速齿轮箱，这就爱降低了齿轮箱运行过程中的能量损耗，降低了变压器损耗，提升了其运行的可靠性。实际的工作中，采取这一方式能够将效率提升5%。
（7）结合实际地理环境等情况进行分析与思考。因风力发电机组在一定情况下会受到温度的影响，所以在选择上要根据实际的环境特征进行选择。例如，在我国的北方的一些地区，一到冬季室外温度会非常的低，这种情况下，对发电机组的选择上就要考虑到它的耐低温性，是否可以在低温环境下正常作业。同理，我国南方的温度就比较高了，所以在选型上要考虑其耐高温性。而针对我国的一些处于沿海的地区，因可能会受到海风与海水的侵蚀，在选择机组上就要注意它的耐腐性及绝缘性。
（8）对运输以及安装的条件进行充分考虑。考虑到一些地区地形较为复杂，交通运输不便的情况，发电机组的选择可以选取小型的机组。
（9）对风电机组装配以及主部件生产厂家的情况进行充分的考虑。一般来看，风力发电机组的生产厂家和机组的质量以及性能等指标有着很大的关系，因此我们在选型的过程中要对机组生产厂家的情况进行充分考虑。
二、案例分析
1、案例概述
某风电场位于沿海滩涂，整体的接入系统和交通比较好。风电场的地面主要为鱼塘，地面的高程为0.3m到2.2n，为东西走向，在3个区域中进行了33台风机机组的设置，在布置方式上位3排平行排列，每一机组之间间距为560m到600m，列间的距离约为650m。另外，此地属于北亚亚热带的南缘地区，属于季风气候区。根据历年来的气象资料来看，此地区的平均风速为2.1m/s，而且各个月的风速也很均匀，其中3月份以及8月份属于大风月。
2、现场资料分析
本案例中，设立了70m高的测风塔对风速进行测量，最终获取的平均风速为6.72m/s，此外，对于10m高度风速的测量，平均风速为2.7m/s，极大风速则为31.9m/s，。此外，此地区地震烈度为6度，地质条件方面1到3m属于淤泥，整体的工程性能比较差，为高压缩性土层，风机的基础使用桩基。在当地的电网方面，风电场装机的容量为49.5MW，电网的容量是足够的。
3、选型分析
由于风电场的地理位置为沿海滩涂地区，结合风能资源、地质、地形以及电网等条件，本案例使用1500kw风电机组。另外，结合现场的测风数据来看，本项目的平均风俗为6.72m/s，出于安全性原则的考虑，将风机定位Ⅰ类或Ⅱ类。
（1）经济性比较
具体来看，通过分析这两种风机的切入风速、机组发电量，认定这两类风机具有相同的经济性。而从切出风速来看的话，二者的经济性依据相同。因此，本文重点对额定功率风速经济性进行比较，最终发现后者相对于前者在经济性上要好一些。
（2）选型方案的安全性评估
在本案例中，主要使用作业条件危险性评估方法实施评价，经过相关的计算之后，Ⅰ类风机为1级风险，而Ⅱ类风机属于2级风险。因此整体来看，前者可以接受，而后者为一般风险，需要对其进行注意。
三、小结
通过经济性以及安全性反面的评价，本案例最终选择了Ⅱ类风机。在具体的工作中，主要的是采取相关风险控制策略将风险消除，并加强了相关工作人员的防护措施。以目前的情况来看，整体的效果是比较不错的。
参考文献：
[1] 周慧娟.三十六湾风电场建设中的风电机组选型研究[J].风能，2015（12）.
[2] 谢龙.风电场建设中风力发电机组的选型[J].农村电气化，2016（1）.
关键词：风力发电机组；选型；风电场；因素
我国在固有资源上的开发利用已经很全面了，非再生资源的存储量无法满足社会经济快速发展的需求及人们生活活动中的需要。环境问题与资源问题都成为在能源使用上的关注要点。而在现代科技的快速发展下，风力发电这种可再生的清洁能源也受到了广泛的关注，在使用上也不断的扩大。而在风电场的建设中，对风力发电机组的选择上是整个风电系统的重点之一。不当的选型使风电机组工作的效率无法发挥，以至于影响经济效益。所以，在对风力发电机组选型的研究与实践是需要重视的环节。
一、风力发电机组选型中存在的问题及需要考虑的因素
1、风力发电机组选型过程中存在的问题
具体来看，风力发电机组选型过程中存在的问题主要可以总结为以下几点：
第一，对机组的选型的不合理，使风力发电机组无法正常的工作运行，从而影响了发电效率。第二，机组选置时，机组自身存在着缺陷的问题，致使机组的故障问题更多，从而导致机组的运行出现问题，直接影响发电的工作与质量。第三，风力发电机组是由各个零件部位构成的，一旦零部件出现了问题，就可能引起机组停机的现象，没有及时的更换故障的部位或是零部件出现缺乏的情况都会对机组的运行造成影响。第四，发电机组受外力因素影响，例如低温会使机组出现停机的状况，这种环境与温度的问题使机组的正常工作影响。第五，发电机组的选型上没有结合实际应用情况，性能上的不足造成在使用中无法满足实际的发电情况。第六，在购置发电机组时没有进行严格的检查，使机组出现了质量上的问题，同时也可能会发生购置的机组本身质量水平就没有达到要求。
2、发电机组选型过程中的考虑因素
（1）以风况以及安全要求作为依据，选择比较满足当地风资源状况的风力发电机组。以当前情况来看，部分风电项目不考虑拟建场址区风能源的情况，在风电设备的选型方面一律使用兆瓦级机组作为目标，其中，1.5MW机组选型属于最为常见的，而这种风力发电机组一般是以14m/s为主，而对于大多数二级风能资源风电场来说，其实测风不足6.6m/s，这就对风电机组的正常发电造成了较大的影响。
（2）在我们风力发电机组选型的过程中，要尽量选择一些容量比较大的机型，这样才能够降低风力发电机组数量，进而使占用的土地面积降低。
（3）最好选择一些塔架比较高的机型，这样才能够更好的获取风能。一般来说，在我们对大中型风力发电机组进行设计的时候，针对平坦地带，50m的高度所捕捉的风能要比30m高度的风能大20%。
（4）选择一些变桨距机型，这可以有效提升对于风能利用的效率。使用这种变桨距调速方式能够防止出现定桨距中的很多缺点，使得风力机运行的效率得到明显的提升。
（5）对风力发电机组报价进行综合的考虑，具体来说，在对一个风电项目进行评价的过程中，主要的指标是风电项目的投资回报情况，因此我们最好选择一些性价比比较高的风电机组。
（6）对高输出电压风力发电机组进行选择，当前的风力发电机组输出电压主要可以分为400V以及690V等几种，而对于高电压风力发电机组来说，其输出的端电压能够提高到10～20kV，不再需要使用增速齿轮箱，这就爱降低了齿轮箱运行过程中的能量损耗，降低了变压器损耗，提升了其运行的可靠性。实际的工作中，采取这一方式能够将效率提升5%。
（7）结合实际地理环境等情况进行分析与思考。因风力发电机组在一定情况下会受到温度的影响，所以在选择上要根据实际的环境特征进行选择。例如，在我国的北方的一些地区，一到冬季室外温度会非常的低，这种情况下，对发电机组的选择上就要考虑到它的耐低温性，是否可以在低温环境下正常作业。同理，我国南方的温度就比较高了，所以在选型上要考虑其耐高温性。而针对我国的一些处于沿海的地区，因可能会受到海风与海水的侵蚀，在选择机组上就要注意它的耐腐性及绝缘性。
（8）对运输以及安装的条件进行充分考虑。考虑到一些地区地形较为复杂，交通运输不便的情况，发电机组的选择可以选取小型的机组。
（9）对风电机组装配以及主部件生产厂家的情况进行充分的考虑。一般来看，风力发电机组的生产厂家和机组的质量以及性能等指标有着很大的关系，因此我们在选型的过程中要对机组生产厂家的情况进行充分考虑。
二、案例分析
1、案例概述
某风电场位于沿海滩涂，整体的接入系统和交通比较好。风电场的地面主要为鱼塘，地面的高程为0.3m到2.2n，为东西走向，在3个区域中进行了33台风机机组的设置，在布置方式上位3排平行排列，每一机组之间间距为560m到600m，列间的距离约为650m。另外，此地属于北亚亚热带的南缘地区，属于季风气候区。根据历年来的气象资料来看，此地区的平均风速为2.1m/s，而且各个月的风速也很均匀，其中3月份以及8月份属于大风月。
2、现场资料分析
本案例中，设立了70m高的测风塔对风速进行测量，最终获取的平均风速为6.72m/s，此外，对于10m高度风速的测量，平均风速为2.7m/s，极大风速则为31.9m/s，。此外，此地区地震烈度为6度，地质条件方面1到3m属于淤泥，整体的工程性能比较差，为高压缩性土层，风机的基础使用桩基。在当地的电网方面，风电场装机的容量为49.5MW，电网的容量是足够的。
3、选型分析
由于风电场的地理位置为沿海滩涂地区，结合风能资源、地质、地形以及电网等条件，本案例使用1500kw风电机组。另外，结合现场的测风数据来看，本项目的平均风俗为6.72m/s，出于安全性原则的考虑，将风机定位Ⅰ类或Ⅱ类。
（1）经济性比较
具体来看，通过分析这两种风机的切入风速、机组发电量，认定这两类风机具有相同的经济性。而从切出风速来看的话，二者的经济性依据相同。因此，本文重点对额定功率风速经济性进行比较，最终发现后者相对于前者在经济性上要好一些。
（2）选型方案的安全性评估
在本案例中，主要使用作业条件危险性评估方法实施评价，经过相关的计算之后，Ⅰ类风机为1级风险，而Ⅱ类风机属于2级风险。因此整体来看，前者可以接受，而后者为一般风险，需要对其进行注意。
三、小结
通过经济性以及安全性反面的评价，本案例最终选择了Ⅱ类风机。在具体的工作中，主要的是采取相关风险控制策略将风险消除，并加强了相关工作人员的防护措施。以目前的情况来看，整体的效果是比较不错的。
参考文献：
[1] 周慧娟.三十六湾风电场建设中的风电机组选型研究[J].风能，2015（12）.
[2] 谢龙.风电场建设中风力发电机组的选型[J].农村电气化，2016（1）.