低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目的問題分析

    近年來隨著風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，我國主要風(fēng)電開發(fā)企業(yè)適應(yīng)風(fēng)電市場的消納需求，紛紛瞄準(zhǔn)內(nèi)陸低風(fēng)速區(qū)域的風(fēng)資源開發(fā)和利用，并已有規(guī)模化的低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目投入實(shí)際運(yùn)行。

    目前有大量的低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目正在前期工作階段，其中也出現(xiàn)了一些新的問題。以下著重于風(fēng)資源分析，談幾點(diǎn)個人的體會。

    1.風(fēng)資源評估的精度對項(xiàng)目投資收益影響較大

    現(xiàn)在所說的低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目，多指機(jī)位點(diǎn)輪轂高度上年平均風(fēng)速5.3m/s-6.5m/s 的平原區(qū)域或相應(yīng)風(fēng)功率密度的高原區(qū)域內(nèi)可開發(fā)風(fēng)電的項(xiàng)目，其一年內(nèi)風(fēng)速介于3m/s-7m/s 的頻率高。而現(xiàn)在主流風(fēng)電機(jī)組在低風(fēng)速段出力隨風(fēng)速的變化明顯，即功率曲線的斜率較大。因此，相對于高風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目而言，低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目內(nèi)風(fēng)能資源評估的精度，對項(xiàng)目發(fā)電收益的影響更大。

    2. 低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目場址內(nèi)風(fēng)資源分布變化較大

    低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目多位于風(fēng)能資源豐富帶的外圍或地形加速作用較明顯的區(qū)域，在我國的分布范圍廣，其項(xiàng)目場址內(nèi)地形、地貌較復(fù)雜。

    由于地表形狀和性質(zhì)等對風(fēng)流的影響明顯，大氣邊界層低層內(nèi)各種影響因素交替作用且主次不明，形成了豐富多彩的大氣湍流等多尺度的天氣現(xiàn)象。而持續(xù)的、經(jīng)常的風(fēng)流，更主要地是由于大氣系統(tǒng)和大范圍地形地貌的共同影響所致。正如在小微尺度上流體經(jīng)過一粗糙面時會產(chǎn)生一定的分離現(xiàn)象，大氣流經(jīng)大范圍地形地貌時也會有分離現(xiàn)象。這種分離現(xiàn)象在低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目場址內(nèi)較多，場址內(nèi)風(fēng)資源空間分布的變化較大。

    另一方面，風(fēng)速較小時，湍流強(qiáng)度較大，氣流的持續(xù)性較差，風(fēng)資源在時間分布上變化也較大。

    目前，低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目在風(fēng)資源探測階段，測風(fēng)位置多選于風(fēng)能資源相對較好之處，在項(xiàng)目風(fēng)資源分析時應(yīng)重視測風(fēng)塔代表性分析，結(jié)合計算流體力學(xué)和邊界層氣象學(xué)知識，使用Windsim 等先進(jìn)的風(fēng)資源分析軟件，科學(xué)地、合理地確定項(xiàng)目規(guī)模。

    3. 低風(fēng)速時風(fēng)電機(jī)組投切運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性

    低風(fēng)速時，風(fēng)流的穩(wěn)定性較差，有時一陣3m/s-4m/s 的風(fēng)持續(xù)10 多分鐘即停了。若在這樣的小風(fēng)時段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組投切運(yùn)行，一方面易引起電網(wǎng)波動，另一方面也可能發(fā)電收益會是負(fù)的。

    4. 低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目內(nèi)風(fēng)向變化較大

    我國低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目多位于季風(fēng)變化明顯的區(qū)域，項(xiàng)目場址內(nèi)主導(dǎo)風(fēng)向和次主導(dǎo)風(fēng)向偏差明顯但其頻率相差不大，且在不同的天氣條件下相應(yīng)地會出現(xiàn)不同的風(fēng)向，這些當(dāng)?shù)貧庀蟛块T已有統(tǒng)計，當(dāng)?shù)孛癖娨灿性S多的經(jīng)驗(yàn)。

    在項(xiàng)目設(shè)計和運(yùn)行中，應(yīng)關(guān)注主導(dǎo)風(fēng)向的季節(jié)性變化，如微觀選址時機(jī)位點(diǎn)之間的距離;如按不同的方位角，判斷大氣穩(wěn)定度對風(fēng)流的影響。

    5. 低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目所在區(qū)域地理信息復(fù)雜

    低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目場址內(nèi)民居、交通、線路、地質(zhì)、環(huán)保等信息相對更復(fù)雜，應(yīng)加大相關(guān)工作的力度。另外，低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目周圍國家氣象觀測站點(diǎn)較多，應(yīng)多收集附近的氣象資料，確定適合的參證氣象站，并參考中尺度風(fēng)資源分析成果，分析當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源的成因。

    6. 關(guān)注災(zāi)害性天氣過程的分析

    積冰、強(qiáng)雷暴、臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣，不僅會影響項(xiàng)目發(fā)電收益，還會損毀風(fēng)電機(jī)組和輸電線路等設(shè)施，應(yīng)重點(diǎn)分析其強(qiáng)度和頻率等。風(fēng)資源分析是風(fēng)電項(xiàng)目的基礎(chǔ)性工作之一，低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目更需要全面細(xì)致的風(fēng)資源分析。以上體會只是拋磚引玉，吁請專業(yè)人士及時總結(jié)風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)。相信在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目會取得理想的收益和發(fā)展。<