呂光華

(中國水電顧問集團華東勘測設計研究院有限公司,浙江杭州 310000)

淺談風電場建設與運行中若干問題分析

呂光華

(中國水電顧問集團華東勘測設計研究院有限公司,浙江杭州 310000)

當前隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們的生活水平不斷地提高,隨之對于各種追求也在不斷地提升,這使動力資源越來越重要,特別是對電能的需求。風電是一種可再生資源,相對于火力發(fā)電等來說,風電具有較好的利用價值。鑒于此,本研究將主要針對風電場建設和運行當中存在的若干問題展開簡要的分析與探究,希望所得的結(jié)果能夠引起大家的關(guān)注和重視,也希望本研究能夠為相關(guān)領(lǐng)域提供可行的參考。

風電建設 運行 若干問題

風電是一種可再生資源，風電設施不單單施工簡單而且具有很低的維護費用。相對于其它發(fā)電而言，風電清潔沒有污染，最重要的是可以不消耗任何燃料，在當前世界資源高度緊張的背景之下，可以說風電建設是一種最佳的選擇。不僅僅在一定程度上緩解了資源緊張的危機，還為減輕環(huán)境污染做出了一定的貢獻，在未來一定時間里，風電將會逐漸地成為一種重要的資源。

1 風電場建設當中的若干問題分析

1.1 風電場建設的選址問題

對于風電場建設而言，首先所要面對的問題就是關(guān)于風電場的選址問題。風電場的選址需要考慮諸多的因素，對于選區(qū)的風力資源的類別、交通情況、是否存在鳥類遷徙的路線或者是否為鳥類遷徙的目的地，還要考慮風電場建設選區(qū)是否在密集的建筑物分布地區(qū)，有沒有電網(wǎng)的構(gòu)成等等。本文主要就風電場建設選址當中的風資源和微觀選址等方面的內(nèi)容做出簡要的分析。

首先是風資源，風電場建設對風資源的需要綜合考慮，很多實際經(jīng)驗表明，因為在對風電場建設的時候沒有對風資源的類型、風資源的性質(zhì)做出標準的測量和評估而造成了風電場的實際發(fā)電量比預計發(fā)電量低很多[1]。對風電場進行選址，要保證對風電場選區(qū)的測風時間夠長，一般需要測滿一年，也就是說，測風必須要保證一年的提前量。在具體的測風工作當中，還需要注意很多的因素，比如對測風塔的數(shù)量和位置分布的要求，對測風塔的性能和高度的限制，都要進行嚴格的把控。只有將這些完善好才能夠獲得具有代表性的、完善的，準確的基礎數(shù)據(jù)信息，這是風電建設項目取得成功的根本性先決條件。

接下來再談一談風電場的微觀選址問題。對風電場的微觀選址進行有效地把握，這可以確定風電場每臺風機的具體位置和相互之間的有效距離，而這個需要在前面所談到的對風資源的各個性質(zhì)進行有效地掌握的基礎上才能夠更好的進行。對風電場進行微觀選址的時候需要注意對現(xiàn)場的地形和地表的狀況作出觀察和研究，對風電場收尾的障礙物作出具體的分析和探測[2]。在探測過程中一定要注意塔影效應、尾流效應和湍流等帶來的諸多影響。當前，我們在對地形復雜的場地或者地勢不平坦的地方進行作業(yè)的時候，都會格外注意對機組的布置，如果發(fā)電量偏低的機組的微觀選址出現(xiàn)了問題，那么就會影響風力發(fā)電的整體效益。因此，對機組的微觀選址進行優(yōu)化，需要結(jié)合所選的機型，只有這樣才能夠在最大程度上實現(xiàn)風場發(fā)電的最大化。

1.2 風電場接入系統(tǒng)需要考慮的問題

在我國當前的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)當中，遠距離大區(qū)域的輸電線路的電壓等級被規(guī)定為500kV，區(qū)域性質(zhì)的樞紐輸電線路的電壓等級被規(guī)定為220kV，小區(qū)域性質(zhì)內(nèi)的樞紐輸電線路的電壓等級被規(guī)定為110kV，這三級電壓就構(gòu)成了我國輸電線路的主干高壓網(wǎng)絡[3]。而35kV、10kV、0.4kV等級別的配電網(wǎng)絡需要根據(jù)風場的實際容量和與中心變電站的距離、用戶的數(shù)量等進行考慮，再選擇接入哪種網(wǎng)絡，這樣可以滿足風電場風力發(fā)電的高效和可靠的運轉(zhuǎn)。

對于風電場系統(tǒng)進行考慮的時候需要考慮以下五點問題。①對風電場的并網(wǎng)電壓等級進行選擇，在這里除了需要根據(jù)就近并網(wǎng)原則以外，還需要跟風電場的總裝機總量和用戶的總負荷情況進行分析選擇；②風機在并網(wǎng)運行的時候所允許的最大線路降壓，一般來說，風機在并網(wǎng)運行時，其線路內(nèi)所產(chǎn)生的最大點降壓不可以超過線路額定電壓的10%；③需要考慮風電場和上一級別變電站的最大距離，如果距離不能夠達到要求，則需要考慮為該風電場建設專用的變電站；④考慮風機對系統(tǒng)波動所產(chǎn)生的影響；⑤考慮變電站和用戶之間的最大距離，用戶與變電站的最大距離需要滿足

2 風電場并網(wǎng)對電力系統(tǒng)運行的影響

風電場的風力具有隨機性和不可控制性，這會為電網(wǎng)的運行帶來諸多的麻煩和負面影響，諸如促使風電容量的可信度下降，電網(wǎng)的無功和有功平衡調(diào)度產(chǎn)生困難，不能及時提供可行的用電保障。如果電網(wǎng)出現(xiàn)高峰負荷，那么也不能指望風電場可以為電網(wǎng)減輕負擔。而且在電容量比例較高的電網(wǎng)當中，風電的電能質(zhì)量還可能存在著一定的問題，其穩(wěn)定性還需要進一步地提高。綜合以上，對風電場并網(wǎng)進行定量分析對于風電事業(yè)的發(fā)展具有很大的作用。因此，筆者認為，我們需要從動態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個方面進行分析，對動態(tài)進行分析的時候一般都采用仿真方法，要對異步發(fā)電機等模型做出考慮，要考慮風速、風機等調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)；對穩(wěn)態(tài)進行分析，需要對風電場的電力系統(tǒng)做出計算，但是每一個風電場的風電機組和風電工作原理都存在著必然的差異，所以在對不同風電場進行計算的時候，其使用方法也是不同的。

3 結(jié)語

在本研究當中，筆者主要針對風電場建設和運行當中所要面臨的相關(guān)問題做出了簡要的分析和探討，文中筆者也捎帶著提及了一些自己的主觀看法。筆者認為在當前高速發(fā)展的社會背景之下，對于可再生資源的利用是一種必然的趨勢，對于環(huán)境的保護也是一種必要的措施。而風力資源作為一種可再生資源，在社會生產(chǎn)活動的各個方面都具有不可忽視的作用，特別是在風力發(fā)電方面，對其進行更好地利用將會創(chuàng)造出更多的價值。

[1]楊之俊.基于Matlab的組合風速建模與仿真[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院學報,2012,03(21)：164-165.

[2]楊偉歡,葉安麗,馬鴻雁.模糊控制在風力發(fā)電機組偏航控制系統(tǒng)中的應用[J].北京建筑工程學院學報,2011,03(18)：361-362.

[3]秋良.基于分析建模方法的變槳距風力機靜態(tài)特性數(shù)學模型[J].兵工自動化,2011,06(11)：265-266.