風電場選址及運行維護

風電場選址及運行維護2024/12/12風電場選址及運行維護主要內容第一節(jié)風能資源評估第二節(jié)風電場風機選型和發(fā)電量估算第三節(jié)風電場微觀、宏觀選址第四節(jié)風資源評估常用軟件介紹第五節(jié)地形、氣候對風電場的影響第六節(jié)風力發(fā)電機組常見故障及維護風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估1.資料收集及分析從地方氣象臺收集氣象、地理及地質數(shù)據(jù)資料。整理該地區(qū)10年以上（最好為30年）的風速、溫度、氣壓平均值及極值，以及極端天氣情況。2.風能資源普查分區(qū)

以整理得到的氣象數(shù)據(jù)為依據(jù)，按標準劃分風能區(qū)域及其風功率密度等級，初步確定風能可利用區(qū)。風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估3.風電場宏觀選址

根據(jù)風能資源普查結果并結合現(xiàn)場踏勘，對初選的風能可利用區(qū)的地形地貌、地質、交通、電網(wǎng)及其他外部條件進行評估比較，結合選擇最合適的區(qū)域。風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估4.風電場風況觀測

氣象站提供的氣象數(shù)據(jù)只反映較大區(qū)域內的風氣候。為滿足微觀選址對代表性風速和風向的需要，要在初選區(qū)域內樹立不少于2座測風塔進行不短于1年的測風，內容包括風速、風向、溫度、氣壓。測風儀應安裝在測風塔的10m、30m、50m、70m高度甚至更高。風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估5.風力發(fā)電機組微觀選址在宏觀選定的場址內，根據(jù)地形地質條件、外部因素和測風塔實測風能資源分析結果，對風電機組具體位置進行定位排布。風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估風能資源評估參數(shù)1.平均風速（年平均風速、極端風速）2.風廓線3.風功率密度4.風能密度5.主要風向6.年風能可利用時間7.湍流

風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估1.平均風速

依據(jù)該地區(qū)多年的氣象站數(shù)據(jù)及測風塔一年的測風數(shù)據(jù)（每10分鐘間隔的風速數(shù)據(jù)），計算得到年平均風速大于6m/s（合4級風）的地區(qū)才適合建設風電場。風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估極端風速極端風速—較長時間內給定取樣時間下風速的最大值。風電行業(yè)表征極端風速的方式有最大風速和極大風速。最大風速：給定時段10min內的平均風速的最大值。極大風速：給定時段內的瞬時（一般取3s均值）風速的最大值。

風電行業(yè)最關心的時間段為50a，即通常所說的50a一遇。50年一遇極端風速是基于歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出的一個統(tǒng)計數(shù)值，這其中引入了概率的概念。50年一遇是指可能發(fā)生，并不一定發(fā)生，當然也并不是一定不發(fā)生。風電場選址及運行維護2.風廓線

因為氣體的粘性及地表的粗糙度的不同，風速沿高度方向是變化的，符合對數(shù)和指數(shù)分布規(guī)律。第一節(jié)風能資源的評估風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估3.風功率密度與風向垂直的單位面積中風所具有的功率。它和空氣密度和風速有關。風功率密度越高，該地區(qū)風能資源越好，風能利用率越高。風電場選址及運行維護4.風能密度在設定時間段與風向垂直的單位面積中所具有的能量。第一節(jié)風能資源的評估風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估5.主要風向分布

風向及其變化范圍決定風電機組在風場中的確切的排列方式。風電機組的排列方式很大程度地決定各臺機組的出力。因此，主要盛行風向及其變化范圍要準確。風電場選址及運行維護第一節(jié)風能資源的評估6.年風能可利用時間指一年中風力發(fā)電機組在有效風速范圍（一般取3-25m/s）內的運行時間。一般年風能可利用小時數(shù)大于2000h的地區(qū)為風能可利用區(qū)。風電場選址及運行維護7.湍流

短時間（風資源評估一般取10分鐘）內的風速流動。

湍流產(chǎn)生的原因：1）當空氣流動時，由于地形差異造成的與地表的摩擦；2）由于空氣密度差異和氣溫變化的熱效應導致空氣氣團的垂直運動。第一節(jié)風能資源的評估風電場選址及運行維護第二節(jié)風電場風機選型和發(fā)電量估算1風力發(fā)電機組選型2不同機型發(fā)電量估算3不同機型綜合經(jīng)濟比較4機型選擇推薦意見5風電機組布置推薦方案風電場選址及運行維護1風力發(fā)電機組選型

1.1風能資源分析通過對測風塔的數(shù)據(jù)進行分析，得出代表年50m～80m高度的年平均風速、風功率密度。根據(jù)《風電場風能資源測量方法》（GB-T18710-2002）可以判斷風功率密度等級，一般來說，風功率密度達到3級以上，風電場才有開發(fā)價值。各測風塔的風能主要集中某幾個扇區(qū)，盛行風向穩(wěn)定，才有利于風能資源的有效利用。根據(jù)風電場65～85m輪轂高度處50年一遇最大風速，風電場風機輪轂高度處15m/s風速區(qū)間的湍流強度，判定風電場工程可以選擇的風力發(fā)電機組類別。風電場選址及運行維護1風力發(fā)電機組選型

1.1風能資源分析風力機等級的基本參數(shù)

Vref為10min平均參考風速，風力發(fā)電機組s級設計是在近海安裝的特殊條件，其他為標準等級，設計壽命至少20年。風電場選址及運行維護1風力發(fā)電機組選型

1.2機型范圍初選國內外風電場工程的經(jīng)驗表明，在現(xiàn)有的技術條件下，對于一個已知場區(qū)的風電場，單機容量選擇在某個確定的范圍內，項目的經(jīng)濟性會相對較高。在進行單機容量選擇時，首先應確定一個適合于本項目的容量范圍，然后在該范圍內選擇一種技術成熟、市場業(yè)績良好并且經(jīng)濟性較高的機型。風電場選址及運行維護1風力發(fā)電機組選型

1.2機型范圍初選風電機組選型要考慮的幾個因素一、風輪輸出功率控制方式風輪輸出功率控制方式分為失速調節(jié)和變槳距調節(jié)兩種。兩種控制方式各有利弊，各自適應不同的運行環(huán)境和運行要求。變速變槳距機型比定速定槳距機型更具優(yōu)越性，它不僅能在低風速時能夠根據(jù)風速變化，在運行中保持最佳葉尖速比以獲得最大風能；也能在高風速時根據(jù)風輪轉速的變化，儲存或釋放部分能量，提高傳動系統(tǒng)的柔性，使功率輸出更加平穩(wěn)。從目前市場情況看，采用變槳距調節(jié)方式的風電機組居多。風電場選址及運行維護1風力發(fā)電機組選型

1.2機型范圍初選風電機組選型要考慮的幾個因素二、風電機組的運行方式風電機組的運行方式分為變速運行與恒速運行。恒速運行的風電機組的好處是控制簡單，可靠性好。缺點是由于轉速基本恒定，而風速經(jīng)常變化，因此風力發(fā)電機組經(jīng)常工作在風能利用系數(shù)(Cp)較低的點上，風能得不到充分利用。變速運行的風電機組一般采用雙饋異步發(fā)電機或多極永磁同步發(fā)電機。變速運行方式通過控制發(fā)電機的轉速，能使風力機的葉尖速比接近最佳，從而最大限度的利用風能，提高風力發(fā)電機組的運行效率。風電場選址及運行維護1風力發(fā)電機組選型

1.2機型范圍初選風電機組選型要考慮的幾個因素三、發(fā)電機的類型發(fā)電機的類型包括異步發(fā)電機、雙饋感應型發(fā)電機和多極永磁同步電機。風力發(fā)電機大多采用普通的異步發(fā)電機，正常運行中在發(fā)出有功功率的同時，需要從電力系統(tǒng)吸收一定的無功功率才能正常運行(機端的電容補償只能減少從電力系統(tǒng)吸收無功功率的數(shù)量)，雙饋感應型風力發(fā)電機的功率因數(shù)(COSφ)可以在+0.95～-0.95之間變化，也就是說可以根據(jù)電網(wǎng)的需要發(fā)出或者吸收無功功率，改善當?shù)仉娋W(wǎng)的電壓質量，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。風電場選址及運行維護1風力發(fā)電機組選型

1.2機型范圍初選四、風力發(fā)電機組的傳動方式風力發(fā)電機的傳動方式包括齒輪傳動方式與無齒輪箱直驅方式。目前，風力發(fā)電機大多采用齒輪傳動，成本較低，但是降低了風電轉換效率、產(chǎn)生噪音，是造成機械故障的主要原因，而且為了減少機械磨損需要潤滑清洗等定期維護。采用無齒輪箱的直驅方式有效地提高了系統(tǒng)的效率以及運行可靠性，但同時也提高了電機的設計成本。根據(jù)風電場址的地形、地質特點、風資源分布情況，以及風力發(fā)電機組技術成熟、先進、可靠等要求，選擇多種適合的機型，按單一機型方案進行風力發(fā)電機組的優(yōu)化布置。風電場選址及運行維護1風力發(fā)電機組選型

1.3風電機組總體布置布置機位時需要考慮地形地貌、主導風向與主導風能方向、地面障礙物等影響因素。具體布置時因地制宜，根據(jù)風電場地形條件、建設規(guī)模、風力發(fā)電機組的型號及裝機的臺數(shù)進行優(yōu)化布置，實現(xiàn)在有限的場區(qū)范圍內達到最大的上網(wǎng)發(fā)電量和最低成本的目標。在軟件優(yōu)化的基礎上手工調整風機位置，調整風機與防護林、村莊、線纜等地物之間的距離，考慮風機的相對集中布置，同時將尾流效應控制在合理范圍內，以充分利用土地資源與風資源，減少集電線路長度，方便運輸安裝。風電場選址及運行維護1風力發(fā)電機組選型

1.4輪轂高度優(yōu)化計算各機型不同輪轂安裝高度下的發(fā)電量，隨著輪轂高度增加，發(fā)電量增加的同時風機與塔架的運輸與安裝難度增大，塔筒與基礎加固引起的基本投資增加。結合各風機廠家現(xiàn)在的生產(chǎn)情況、技術成熟程度和裝機運行安全可靠性等因素對不同機型不同輪轂高度的發(fā)電量與經(jīng)濟性進行綜合比較，推薦比選的幾種機型的輪轂安裝高度。風電場選址及運行維護2不同機型發(fā)電量估算

2.1年理論發(fā)電量及單機尾流的計算根據(jù)各機型單一機組的布置方案，利用軟件，計算各種風機的年凈發(fā)電量（尾流折減后），并計算風力發(fā)電機組的尾流損失。風電場選址及運行維護2不同機型發(fā)電量估算

2.2空氣密度修正系數(shù)由于風功率密度與空氣密度成正比，在相同的風速條件下，空氣密度不同則風電機組出力不一樣，風電場年上網(wǎng)電量估算應進行空氣密度修正。因此需要對軟件在標準空氣密度條件下計算得到的發(fā)電量進行修正。原理上可根據(jù)風功率密度與空氣密度成正比的特點，將標準空氣密度對應下的功率曲線估算的結果乘以空氣密度修正系數(shù)進行空氣密度修正。當實測空氣密度偏離標準空氣密度較大時，按正比關系進行修正的誤差較大。根據(jù)風電場具體風資源情況，結合各機型的功率曲線，計算不同機型在對應輪轂高度處能達到額定功率前的理論發(fā)電量所占比例，僅對風機滿發(fā)前的發(fā)電量按照空氣密度正比關系修正進行折減。風電場選址及運行維護2不同機型發(fā)電量估算

2.3控制和湍流折減風電機組隨風速風向的變化不斷調整機組的運行狀態(tài)，實際運行中機組控制總是落后于風的變化，使風機的輸出功率減小。根據(jù)風電場湍流強度值大小情況，對控制和湍流折減系數(shù)取值，控制和湍流系數(shù)一般取97%左右。風電場選址及運行維護2不同機型發(fā)電量估算

2.4葉片污染折減葉片表層污染使葉片表面粗糙度提高，翼型的氣動性能下降。根據(jù)風電場風沙、降雨量大小、夏季昆蟲多少、冬季葉片結冰等情況，判斷可能造成的葉片污染程度，對葉片污染折減系數(shù)取值，一般污染系數(shù)取97%左右。風電場選址及運行維護2不同機型發(fā)電量估算

2.5風電機組利用率風力機維護的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟效益的高低；風力機本身性能的好壞，也要通過維護檢修來保持，維護工作及時有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障發(fā)生機率，提高風機運行效率。風機維護可分為定期檢修和日常排故維護兩種方式?？紤]風力發(fā)電機組故障、檢修對發(fā)電效率的影響，將常規(guī)檢修安排在小風月，根據(jù)目前風力發(fā)電機組的制造水平和已建風電場的運行經(jīng)驗，一般風電場風力發(fā)電機組的可利用率為95%。風電場選址及運行維護2不同機型發(fā)電量估算

2.6功率曲線折減考慮到風電機組廠家對功率曲線的保證率一般為95%，在計算發(fā)電量時應予以考慮，因此取風電機組功率曲線保證率95%。

2.7場用電、線損等能量損耗根據(jù)風電場地形復雜程度，地勢起伏情況，集電線路能量損耗大小。估算場用電和輸電線路、機組變電站損耗占總發(fā)電量的百分比，一般能量損耗系數(shù)為95%左右。風電場選址及運行維護2不同機型發(fā)電量估算

2.8氣候影響停機根據(jù)風電場區(qū)域冬季低溫氣溫天數(shù)、風力發(fā)電機組適應的溫度范圍等情況，當風場的氣溫超出它的適應范圍，風機將不再發(fā)電。低溫環(huán)境下，風機的運行效率有所下降，且風機停機再啟動需要溫度回升區(qū)間。另外當氣溫下降到-10℃時風機的潤滑系統(tǒng)也將會受到影響，0℃以下葉片表面結冰也會影響風機翼型的氣動性能，使發(fā)電量降低。一般北方寒冷地區(qū)風電場低溫氣候影響折減按95%左右考慮。風電場選址及運行維護2不同機型發(fā)電量估算

2.9總折減系數(shù)根據(jù)上述各項折減系數(shù)，計算出不同機型對應的總折減系數(shù)。風電場選址及運行維護2不同機型發(fā)電量估算

2.10年上網(wǎng)電量測算根據(jù)風電場各種機型風機年理論發(fā)電量扣除上述發(fā)電量損失，即得出年上網(wǎng)發(fā)電量，從發(fā)電量指標角度，對各種機型進行比較。

風電場選址及運行維護3不同機型綜合經(jīng)濟比較

評價一種機型的優(yōu)劣，不能僅從發(fā)電量和等效利用小時來考慮，應綜合經(jīng)濟指標來評價。除發(fā)電量外，風電機組的價格、塔架、底座、箱變、電纜、公路以及變電站等也都是影響機型方案選擇的重要因素。對風電機組進行綜合指標比較，以最終確定風電場機組選型。風電場選址及運行維護4機型選擇推薦意見

確定風電項目機型最終推薦意見，主要考慮三個因素：一是所推薦機型方案的發(fā)電量指標優(yōu)越；二是該方案投資經(jīng)濟指標合理，抗風險能力強；三是該方案上網(wǎng)電價低，即考慮綜合技術經(jīng)濟指標優(yōu)越的機型方案。根據(jù)風機在發(fā)電量、機組投資、上網(wǎng)電價等各項綜合指標上的明顯的優(yōu)勢，推薦一種風機作為選擇方案，以此作為進一步工程設計的依據(jù)。風電場選址及運行維護5風電機組布置推薦方案

對優(yōu)選的機型進行進一步優(yōu)化布置，考慮整體規(guī)劃的影響，以獲得較大發(fā)電量和最優(yōu)經(jīng)濟效益為原則，既要保證風機間距以減小尾流損失又要考慮風機的相對集中布置以減少集電線路及道路的投資；不僅考慮每個機位最優(yōu)，而且考慮各風機之間的相互影響與風機長期穩(wěn)定運行的安全性，從而保證整個風電場的發(fā)電量最大，效益最好。風電場選址及運行維護第三節(jié)風電場宏觀、微觀選址風電場宏觀選址過程是從一個較大的地區(qū)，對氣象、地質等條件多方面綜合考慮，選擇一個風能質量好、最具利用價值的小區(qū)域的過程。需要考慮經(jīng)濟、技術、環(huán)境、地質、交通、生活、電網(wǎng)用戶等多方面的問題。

風電場宏觀選址風電場選址及運行維護風電場宏觀選址宏觀選址主要按如下條件進行（10點）：1.選取風能質量好的地區(qū)年平均風速較高風功率密度大風頻分布好可利用小時數(shù)高風電場選址及運行維護風電場宏觀選址宏觀選址主要條件2.風向基本穩(wěn)定主要有一個或兩個盛行風向（盛行風向：指出現(xiàn)頻率最多的風向）。某一地區(qū)基本上只有一個或兩個盛行主風向且?guī)缀跸喾?，這種情況對布機有利。也有雖然風況較好，但沒有固定的盛行風向的地區(qū)。這種情況布機復雜。風電場選址及運行維護風電場宏觀選址宏觀選址主要條件3.風速變化小盡量不要有較大的風速日變化和季節(jié)變化。4.風垂直切變小要考慮因地面粗糙度引起的不同風速廓線。在風機高度范圍內，如風垂直切變非常大，對機組運行十分不利。風電場選址及運行維護風電場宏觀選址宏觀選址主要條件5.湍流強度小風機上游障礙物產(chǎn)生的無規(guī)則的湍流會使機組產(chǎn)生振動、受力不均。所以選址時盡量避開粗糙地面和高大建筑物。一般輪轂高度應高出障礙物8-10m以上，距障礙物的距離為5-10倍障礙物高度。風電場選址及運行維護風電場宏觀選址宏觀選址主要條件6.避開災難性天氣頻發(fā)地區(qū)災害性天氣包括臺風、龍卷風、雷電、沙暴、覆冰、鹽霧等，對風電機組具有破壞性。選址時要參考地區(qū)氣象站對歷年災害性天氣出現(xiàn)頻度的統(tǒng)計，在機組選型和選址上采取措施。風電場選址及運行維護風電場宏觀選址宏觀選址主要條件7.盡量靠近電網(wǎng)要考慮電網(wǎng)現(xiàn)有容量、結構及其可容納的最大容量，以及風電場的上網(wǎng)規(guī)模與電網(wǎng)是否匹配的問題；風電場應盡可能靠近電網(wǎng)，從而減少電損和電纜鋪設成本。風電場選址及運行維護風電場宏觀選址宏觀選址主要條件8.交通方便要考慮所選定風電場交通運輸情況，設備供應運輸是否便利，運輸路段及橋梁的承載力是否適合風電設備運輸車輛。風電場選址及運行維護風電場宏觀選址宏觀選址主要條件9.對環(huán)境不利影響小為保護生態(tài)，選址時盡量避開鳥類飛行路線，候鳥及動物停留地帶及動物筑巢去，盡量減少占用植備面積。10.地理情況（5條）要選擇在地貌單一地區(qū)，擾流影響小。要考慮所選區(qū)域內的土質是否適合挖掘建設施工。要有該地區(qū)詳細的水文地質資料并依照工程設計標準評定。要遠離人口密集區(qū)、地震帶、火山頻發(fā)區(qū)，及具有考古意義、軍事意義等特殊地區(qū)。風電場選址及運行維護風電場微觀選址1任務與目的2現(xiàn)場考察3選址原則4軟件計算流程風電場選址及運行維護任務與目的微觀選址工作主要任務：對風電場所在區(qū)域內進行現(xiàn)場踏勘，利用計算軟件對風電場內的風電機組布置進行計算，滿足風電場總體裝機容量以及風電機組裝機臺數(shù)要求，給出各風電機組的具體位置坐標，從而指導下一步的勘測設計等工作。

風電場選址及運行維護現(xiàn)場考察現(xiàn)場考察工作主要包括：了解風電場場區(qū)地質條件、地形地貌、測風塔位置、場地條件、場區(qū)內樹林、農(nóng)田、房屋等分布情況。在已確定開發(fā)建設的場區(qū)內，風電場宏觀選址后，根據(jù)風能資源勘測評估分析結果，充分利用風能分布較優(yōu)的位置，在風能最大點初步布置機位，然后再結合地形地貌特點考核機位，以規(guī)避農(nóng)田、林地、湖泊及其它地面障礙物。同時考查機組施工安裝條件的選擇是否合理，如吊裝空間、吊裝設備擺放及進出道路、設備堆放等，經(jīng)過綜合經(jīng)濟技術比較，最終確定風力發(fā)電機組的微觀位置。風電場選址及運行維護微觀選址原則風力發(fā)電機組的布置，要充分考慮各方面的影響因素，有以下幾點：1)風力發(fā)電機組垂直于主導風能方向排列；2)充分利用風電場的土地；3)盡量減小風力發(fā)電機組之間的相互影響、滿足風電機組之間行、列距的要求；4)綜合考慮風電場地形、地表粗糙度、障礙物等，將其影響降到最低；5)合理利用風電場的測站訂正后的測風資料；

風電場選址及運行維護6)考慮風電機組之間的相互影響后盡量縮短機組之間的距離，從而減少集電線路的長度。7)風機盡量布置在風資源最好且便于施工的地區(qū)；8)盡量避免對現(xiàn)有植被的破壞；9)盡量避開防護林及農(nóng)用土地；10)盡量考慮與周邊風電場風電機組相互避讓；11)充分考慮機組之間尾流對機組發(fā)電量的相互影響。微觀選址原則風電場選址及運行維護4軟件計算流程目前，國內微觀選址通常采用國際上較為流行的風電場設計軟件WASP及WindFarmer進行風況建模，建模過程如下：根據(jù)風電場各測站訂正后的測風資料、地形圖、粗糙度，利用輪轂高度的風資源柵格文件滿足精度及高度要求的WindFarmer軟件的三個輸入文件，包括：輪轂高度的風資源柵格文件、測風高度的風資源柵格文件及測風高度的風資源風頻表文件。采用關聯(lián)的方法在WindFarmer軟件中輸入WASP軟件形成的三個文件，輸入三維的數(shù)字化地形圖(1:10000或1:5000)，地形復雜的山地風電場應采用1:5000地形圖，輸入風電場空氣密度下的風機功率曲線及推力曲線，設定風機的布置范圍及風機數(shù)量，設定粗糙度、湍流強度、風機最小間距、坡度、噪聲等，考慮風電場發(fā)電量的各種折減系數(shù)，采用修正PARK尾流模型進行風機優(yōu)化排布。根據(jù)優(yōu)化結果的坐標，利用GPS到現(xiàn)場踏勘定點，根據(jù)現(xiàn)場地形地貌條件和施工安裝條件進行了機位微調，并利用GPS測得新的坐標，然后將現(xiàn)場的定點坐標輸入windfarmer中，采用粘性渦漩尾流模型對風電場每臺風機發(fā)電量及尾流損失的精確計算。風電場選址及運行維護第四節(jié)風資源評估常用軟件介紹1WAsP2WindFarmer3WindPro4WindSim風電場選址及運行維護風資源評估常用軟件介紹隨著數(shù)值模擬技術的快速發(fā)展,也由于資料分析法在資料的時空分辨率方面具有一定局限性,越來越多的高分辨率氣象模式及流體力學計算軟件被應用到風電場微觀選址工作中.目前，最常用的風電場微觀選址及風資源評估的軟件有：1WAsP2WindFarmer3WindPro4WindSim

風電場選址及運行維護WAsP1.WAsP：WAsP(WindAtlasAnalysisandApplicationProgram)軟件由丹麥RISΦ實驗室開發(fā)，是基于比較平坦的地形設計的，可以由一個測風塔推算周圍100km2范圍內的風能資源分布。WasP軟件對風能資源評估適用于區(qū)域面積小，地形相對平坦地區(qū)。WAsP可以計算定風機的發(fā)電量，可以生成風資源柵格文件，實際應用中往往和其它軟件配合使用。風電場選址及運行維護WAsP風電場選址及運行維護WAsPWASP的主要功能可由以下四部分組成：1、原始數(shù)據(jù)的分析

原始數(shù)據(jù)的分析主要是指氣象數(shù)據(jù)的分析，可對任何時間序列氣象數(shù)據(jù)進行分析。將原始數(shù)據(jù)編輯成直方圖表，即為WASP氣象數(shù)據(jù)輸入。原始數(shù)據(jù)還可依韋伯分布參數(shù)來進行分析。通過人為定義上下限，WASP將所輸入的風速風向進行歸類。風速分為四個等級：靜風(無風)、有效風、超限風、讀數(shù)錯誤等，主要是有效風區(qū)域內的統(tǒng)計值參與計算，單位m/s。風向分為12個等分，自北向東順時針計算，每一等分為30°，稱為一個扇區(qū)，在整個計算過程中，所有的考慮因素都是依照該分類來定方位并進行計算。2、風圖譜數(shù)據(jù)的產(chǎn)生

表示風速的直方圖表可以轉換成圖譜數(shù)據(jù)組。該直方圖表可從原始數(shù)據(jù)分析中得出，或者可直接由標準的氣象表輸入，在風圖譜數(shù)據(jù)組中，風觀察測量按場地的特殊地形條件關系而得到“凈化”，呈現(xiàn)其真實量。3、風氣候估算應用由WASP計算產(chǎn)生的風圖譜數(shù)據(jù)組(或由其它途徑產(chǎn)生的)通過進行產(chǎn)生風圖譜的逆運算步驟可估算出任何特殊點的風氣候。風氣候按韋伯分布參數(shù)及風的扇區(qū)分布情況而估算。4、潛在風能估算

可計算平均風的總能量值。此外，還可估算出風力機的實際年平均產(chǎn)量，這由給WASP提供相應風力機的標準功率曲線而計算。風電場選址及運行維護WindFarmerGHWindFarmer是有效的風電場設計優(yōu)化軟件工具。它綜合了各方面的數(shù)據(jù)處理、風電場評估，并集成在一個程序中快速精確地計算處理。用戶可以通過GHWindFarmer自動有效地進行風電場布局優(yōu)化，使其產(chǎn)能最大化并符合環(huán)境、技術和建造的要求。GHWindFarmer可生成高質量風電場環(huán)境影響評估文檔，包括噪音、陰影閃爍（shadowflicker）、視覺影響、雷達、累積影響。風電場的視覺影響可以通過采用動態(tài)或靜態(tài)視覺圖像、虛擬漫游（Fly-through）或集錦照片的方式演示。GHWindFarmer有中文、英文、德文、法文等多種語言版本，全球24小時具有技術支持。風電場選址及運行維護WindFarmer風電場選址及運行維護WindFarmerGHWindFarmer包含以下幾個功能模塊：

（a）基礎模塊：基礎模塊是GHWindFarmer的核心，具有所有設計風電場必須的基本功能，主要包括：地圖處理、風電場邊界定義、風機工作室、風電場尾流損失模型、電量計算選項、自動設計優(yōu)化、噪音影響模型、電量、風速、噪音和地面傾斜地圖、多個風電場獨立和累積分析、與WAsP和其他風力流動模型軟件的連接界面。

（b）可視化模塊：可視化模塊用于在實際建造前模擬和演示風電場的視覺效果，包括視覺影響區(qū)域分析，虛擬現(xiàn)實，虛擬漫游，集錦照片等。

（c）MCP+模塊：MCP+模塊提供了所有測量風力數(shù)據(jù)的評估工具，測量數(shù)據(jù)的時間序列可以輸出成圖形和文件并與長期風資源數(shù)據(jù)形成關聯(lián)。

（d）紊流強度模塊：紊流強度模塊提供高級用戶先進的風力流動、風機性能和風機負載模型。

（e）金融模塊：金融模塊可以對風能項目設計規(guī)劃階段進行金融評估，用戶可以采用自己的金融模型或軟件中自帶的金融模型。

（f）電力模塊：電力模塊用于設計風電場的電力規(guī)劃，包括對于變壓器、電力電纜的超載檢查和計算電力損耗。

（g）陰影閃爍模塊：陰影閃爍模塊計算所給出的布局圖和地形圖中所產(chǎn)生的陰影閃爍。確定風機產(chǎn)生的陰影閃爍機理和時間間隔。風電場選址及運行維護WindProWindPRO是丹麥EMD公司開發(fā)的風電場規(guī)劃設計軟件，經(jīng)過20多年的發(fā)展，WindPRO已成為使用最廣泛、用戶界面最友好的風能資源評估與風電場設計軟件之一。WindPRO是基于對象的模塊化軟件，除了基本的BASIS模塊外，用戶可根據(jù)需要和預算自由選擇模塊。WindPRO以WAsP為計算引擎，相對于單獨使用WAsP，WindPRO與WAsP聯(lián)合使用具有許多優(yōu)點：如方便靈活的測風數(shù)據(jù)分析手段，用戶可以方便地剔除無效測風數(shù)據(jù)，并對不同高度的測風數(shù)據(jù)進行比較，尋求相關性，評價測風結果；考慮風機尾流影響的風電場發(fā)電量計算，并提供多種尾流模型；風機實際位置的空氣密度計算，自動修正標準條件下的風機功率曲線；風電場規(guī)劃區(qū)域的極大風速計算；幾乎涵蓋了市場上所有風機，并不斷更新的風機數(shù)據(jù)庫，包括功率曲線、噪聲排放及可視化信息等。此外，WindPRO還能實現(xiàn)短期測風數(shù)據(jù)的長期相關性分析；詳盡的計算報告；兼容多種數(shù)字化資源文件，如衛(wèi)星照片、SRTM（ShuttleRadarTopologicalMission）等高線數(shù)據(jù)等，為描述規(guī)劃風電場外圍15kM的粗糙度與等高線提供了便利。風電場選址及運行維護WindSimWindSim：WindSim軟件是挪威一家公司設計，基于計算流體力學方法對風電場選址及風資源評估的軟件。WindSim軟件包括六個模塊：地形處理模塊、風場計算模塊、風機位置模塊、流場顯示模塊、風資源計算模塊、年發(fā)電量計算模塊。其中，風場計算模塊適用計算流體力學商用軟件Pheonics的結構網(wǎng)格解算器部分。WindSim軟件采用計算流體力學軟件來模擬場址內的風場情形，可以很好的計算出相對復雜地形下的風場分布情況，因此，WindSim軟件可以用于相對復雜地形條件下的風電場選址及風資源。風電場選址及運行維護WindSim風電場選址及運行維護第五節(jié)地形、氣候對風的影響風主要特征風的主要影響因素地形對風的影響海陸的影響風速隨高度變化的影響風機間距的影響障礙物的影響風電場選址及運行維護風主要特征不穩(wěn)定性風的瞬時脈動、日變化，季節(jié)變化以至年變化都十分明顯，此為其利用上的不利因素。受地形影響大，地區(qū)差異顯著風力的局部地形差異明顯，即使在同一地區(qū)，有利地形下的風力往往優(yōu)于不利地形。故風力機位置選擇時必須充份考慮到地形作用。風電場選址及運行維護風的主要影響因素當利用風能的可能性確定下來以后，就必須具體地選擇一個安置風力機的最佳位置。因為風能密度與風速三次方成正比，風力機發(fā)電的性能和經(jīng)濟效果就依賴于具體安裝場地的風速，應使風力機盡量地得到地形所加強的局地風速。風電場選址問題包括社會、經(jīng)濟、技術和環(huán)境等方面，但在選址中需考慮的地形、氣候問題主要包括以下5個方面：地形對風的影響、海陸的影響、風速隨高度變化的影響、風機間距影響、障礙物的影響等。風電場選址及運行維護地形對風的影響風能與風的立方成正比，當風速為原來的兩倍時，則功率為原來的八倍。由于風的局地性相當大，這就愈來愈需要氣象學家，為風力發(fā)電機所要選的位置，提供中、小尺度的氣候分析。運用氣象規(guī)律認真選好站址，對推廣風能利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟效果是非常顯著的、小地形的影響也是不能忽視的，所以一旦利用風能的地區(qū)確定后，就必需對當?shù)氐木值匦夂蜻M行分析，將風機位置安裝在受地形影響風速增強的地點。風電場選址及運行維護地形對風的影響根據(jù)地形分類安裝風力機對策框圖世界氣象組織推薦一個風力發(fā)電機的安裝位置選擇框圖風電場選址及運行維護地形對風的影響地形會造成風速差異，不同地形的風速和空曠平地的風速比值（如下表）可以推算相似地形下的風速。不同地形下風速與平坦地面風速比值表

地形平

地

平

均

風

速3~5米／秒6~8米／秒比

值山間盆地0.95~0.850.85~0.75彎曲河谷地0.80~0.700.70~0.60山瘠背風坡0.90~0.800.80~0.70山瘠迎風坡1.10~1.201.10風電場選址及運行維護海陸的影響海面比起伏不平的陸地表面摩擦阻力小，所以在氣壓梯度力相同的條件下，海面風力速比陸地上風速要大。現(xiàn)在國際選擇風力機位置有兩種傾向，一是選擇在較高的山脊，一是選在海灘上。一方面可不占用良好的土地。另一方也是主要原因－這些地風力較大。風電場選址及運行維護風速隨高度變化的影響風力發(fā)電機最好安裝在地面較平滑，障礙最小和最少的地方。若因條件所限不得不設在粗糙的地面上，則發(fā)電機的設置高度就應比光滑地表上高度要高。此外假設若要使給定的風力機達到最大的出力，唯一的辦法是增加塔架高度，所以有人說增加風機動力輸出最廉價的方法就是增加更高的塔架。風電場選址及運行維護風機間距的影響

發(fā)展風力機群（風車田）必須研究風車之間的最小距離，即考慮風經(jīng)過風車后，在多遠之后才恢復到原來的速度，以防止各個風車的相互影響。各風車的間隔至少應有六倍葉輪直徑長度的距離，而以６－８倍葉輪直徑之長度的距離時最為理想。此外，大氣湍流造成風的陣性也應考慮，這對水平軸風車有損壞作用。風電場選址及運行維護障礙物的影響當風由空曠地吹向森林時，在森林的迎風面，一部分氣流進入林內而減弱，另一部分氣流因林墻阻擋，在林子前面形成渦流，由于氣流方向的改變風速相應減低。在森林的背風面，由林冠上方向下滑動的氣流，一部分在林后滑動，形成弱風區(qū)，一部分經(jīng)過一定距離之后才著陸。氣流遇到疏透結構林帶時，一部分從上面越過，另一部分透過林帶，在背風面形成弱風區(qū)，最低風速約出現(xiàn)在距林緣3～8H之間。一般來講，風機位置選擇盡量避讓林地，與林地距離盡量保持在10倍林木高度以上。在房屋附近安裝風力發(fā)電機可視為機組周圍有障礙物，同時避免噪音對居民的影響，布機遵循如下原則：第一，安裝在主風向的上游；第二，與房屋（障礙物）的距離應盡量保持在風力發(fā)電機組直徑的5倍以上；第三，機組塔架應盡量高出房屋（障礙物）1倍的機組直徑。

風電場選址及運行維護第六節(jié)風力發(fā)電機組常見故障及維護風力發(fā)電機組常見的機械故障及處理方法故障原因診斷處理方法風力發(fā)電機劇烈抖動1、拉索松動；2、尾翼固定螺絲松動；3、定槳距風輪葉片變形4、定槳距風輪葉