复杂地形风电场微观选址方法研究

方案优化

利用法国软件Meteodyn WT辅助建立山体模型，其工作内容包括：地图标定、等高线绘制、山体模型的建立、机位优化、发电量计算等。

4.2.1 地图标定

经过在风电场踏勘过程中对关键点进行GPS点位核实后，地图标定精度满足技术要求。

4.2.2 等高线绘制

根据业主提供的CAD1：2000测量地形图，得到风电场内部山脊区域带状详细等高线。为保证微观选址结果的正确性，利用Global Mapper软件卫星等高线对1：2000地形图外围区域等高线进行了补充。

4.2.3 粗糙度描述

为了保证风电场内粗糙度取值的正确性，根据卫星照片及现场考察情况对风电场进行了区域粗糙度描述。

4.2.4 软件模拟

WT软件包括求解过程、湍流模型、网格生成、边界条件、求解器、热稳定度、综合过程、湍流校正、多测风塔分析、微观选址等模块。WT软件通过三维模型的建立能够较好的模拟实际的风流，而用3座测风塔的数据与地形进行匹配能提高对实际风流模拟的准确度。

根据绘制好的等高线、粗糙度文件，利用Meteodyn WT辅助建立山体模型见图1。

本工程初始布置方案中选用某风机厂家82/1500（轮毂高度为70m）风力发电机组。根据测绘图和Globalmapper图、业主提供的范围及确定机型对风力发电机组进行布置，在限定的区域内对风力发电机组的布置进行优化布置，并通过WT软件计算对尾流较大的机组进行调整。经过优化布置点位后，初步选出44个风机点位。

4.3 现场定点及微调

初步方案确定后，进行现场定点及微调。主要工作为根据室内工作优化的机位坐标，利用精密GPS进行现场选址工作，对机位现场要进行详细的勘查，根据微观选址的原则，再结合机位现场的施工条件、机位面积大小、是否满足吊装、道路修建难易程度、机位现场植被情况、机位周围地形地貌、与其它机位的距离等因数，另外要考虑到风电场内已有道路、输电线路、村庄、建筑物等，综合考虑各种条件后，确定是否需要微调机位，或移动机位或放弃机位。确定机位后，用木桩进行标记，并采集坐标，对机位情况进行记录、拍照等。

4.3.1 第一次现场踏勘

经过第一次现场踏勘，原有风力发电机组点位基本位于多道连续的山梁上，大部分位置合理，落点较为准确，只需要现场微调，但是部分点位需要舍弃。舍弃的原因有如下几种：超出县界范围、风机距离过近、施工难度较大、海拔较低、与另一风电场送出线路冲突、林地难以批复、离居民居住区较近等。最终舍弃11个机位。

4.3.2 第二次踏勘

经业主与国土、林业部门复核后，初步推荐的33个点位中有27个机位满足国土、林业部门要求，1个点位微调后满足。因此在业主将原有场址范围略作扩展的基础上，第二次进场又补选了5个点位。

经业主与国土、林业部门再次复核，补选的5个机位，通过微调均能满足要求。

经过现场定点及调整，最后确定33台风机点位排布方案。

4.4 单台风机荷载验算

随后将微观选址后33台风机点位提交风机厂家进行载荷安全性复核，厂家复核后确认其中两台风机点位仅能满足77/1500（65m轮毂高度）型风力发电机组的载荷安全要求；其余31个点位可以满足82/1500（70m轮毂高度）型风力发电机组的载荷安全要求。最终风机布点方案混合排布，如下图所示。

在充分分析现场风能资源、地形地貌情况的前提下，结合Windfarmer、Globalmapper、WT多种软件，根据现场选址情况，风机厂家载荷验算以及国土、林业部门复核的结果，最终确定了33个风力发电机组机位。

通过WT 软件的测算，本工程年理论发电量为16642.95万kW∙h，综合考虑空气密度修正、尾流修正、风力发电机组利用率、风力发电机组功率曲线影响、叶片污染损耗、线损及自用电损耗、湍流影响损失、气候影响、偏航、计算误差、周边风电场影响等各种损失后，结合计算出的本工程年理论发电量，得出本风电场年上网发电量、满发小时及容量系数等各重要指标。

5 结论

复杂地形微观选址准确性影响到风电场的安全和发电量，在微观选址过程中有如下注意事项。

1）地形图比例尺至少为1：5000，要求地形图等高线连续，各等高线赋高程值，地形图中各要素要明确。

2）此根据实测地形图范围，补充至少外延5km范围地形图。

3）复杂地形风能资源变化多端，模拟准确性欠佳，因此需要收集尽可能多、尽可能完整、有代表性的测风数据。

4）对于复杂地形要尽量多选出备点机位。

5）利用精密GPS进行现场选址工作，对机位现场进行详细的勘查，是否移机需结合机位现场的施工条件、机位面积大小、施工平台及难度、道路修建难易程度、机位现场植被情况、机位周围地形地貌、与其它机位的距离、风电场内已有道路、输电线路、村庄、建筑物综合条件。

6）通过现场调查可以发现粗糙度未来的变化趋势，为风电场长期发电量预测提供参考。

参考文献

[1]王蕊，朱瑞兆，等.复杂地形风电场测风塔代表性判定方法研究[J].风能，2015（7）：66-69.

[2]陈平.地形对山地丘陵风场影响的数值研究[D].浙江大学，2007.

[3]赵永锋.复杂地形风场CFD模拟方法研究[M].华北电力大学，2011.

[4]陈爱，刘宏昭，杨迎超，等.复杂地形条件下风力机微观选址[J].太阳能学报，2012（5）.

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