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此外,在风机型号的选择上也导致场区A的发电量不及预期。如图是两个场区所使用风机的功率曲线标幺值以及对应的标幺值差值。我们可以看出,标幺值差值在7-9米每秒的风速区间达到峰值,说明在这个风速段中,两种风机的发电性能是有较大差异的。针对不同风资源特性的场区,需要对症下药,选择匹配度最高的风机,以获得最大收益,减少资源浪费。
对于大型风电基地来说,有两个概念是比较重要的,一个是尾流交换区,另一个是单位占地产能率。当前的风机排布方式是根据已经投建的风电基地进行选择的,尾流损耗都在5%上下波动,对应的单位产地产能率也处于比较低的水平。针对这样的情况,需要进行风机间距的优化,平衡尾流交换区和单位占地产能率间的关系。
针对项目的特性,进行风机型号、间距等定制优化方案,最终使得场区A的等效小时数提升500个小时数,此外还可以通过控制圈地面积,大幅提升单位产能,减少资源浪费,发挥其最大利用价值。
平原风电场风资源评估
第二个项目位于山东菏泽,是具有一定代表性的平原项目,这个项目比较有意思的一点是,它的各个高度综合拟合风切变达到0.41,像这样的情况,我们就需要对它的切变进行一个更加详细的针对性分析。在当地风切变变化体现在白天地表升温,热稳定度降低,切变减小,夜晚切变增大,秋冬气温较低,大气层结稳定,风切变减小的规律。此外,在中低风速区间,地表障碍物的粘滞效应随着风速增大而加强,使得切变也随之增大,当风速达到强风水平,地表粘滞效应减弱,风切变逐渐回到较为平稳的状态。
对于这种风切变较大的项目,风机叶片受力不平衡程度较高,更需要重视叶片的受力分析,避免隐患。最近有很多高校都对风轮面等效风速进行了研究。用于替代传统的以轮毂高度风速测算发电量方法。尤其对于风切变比较大的项目,传统方法会引入比较大的误差。
这个方法是将风轮面分为若干个区间,将各个高度的风速进行积分的过程。当我们获得了风轮面等效风速后,我们可以将风机轮毂高度处的功率曲线替换为功率与风轮面等效风速的关系曲线,进一步提高计算准确性。
将风轮面等效风速和新的风机功率曲线结合到CFD计算中,我们可以计算得到更加准确的年发电量。经过对两种方法的比对测试,可以看出在8-10米每秒,风机接近满发的风速区间内两种方法相差最大,可达到10%。
引入风轮面等效风速和对应风机功率曲线的概念可以大大减少由于叶片上下接触风速不均匀而导致的风速估算误差以及发电量测算误差,提升评估结果的可信度。
每个项目都有它独一无二的特点和属性。特变电工致力于为风场前期开发提供准确可靠的风资源分析和解决方案,分析不确定性因素,把控风险,起到降低投资,提升收益的作用,为客户创造更大价值。
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