DB52∕T 1632-2021 山地風(fēng)電場發(fā)電量計算規(guī)程

2021-10-15發(fā)布2022-02-01實(shí)施I前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14基本原則 25基礎(chǔ)資料 36計算工作流程 37計算過程檢驗(yàn)和成果合理性分析 7附錄A(資料性)風(fēng)能特征參數(shù)統(tǒng)計表 9附錄B(資料性)計算年上網(wǎng)電量的折減因素及其取值參考表 附錄C(資料性)風(fēng)電場發(fā)電量計算成果表 附錄D(資料性)山地風(fēng)電場發(fā)電量計算工作流程圖 本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司提出。本文件由貴州省能源局歸口。本文件起草單位：中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司、國家能源水能風(fēng)能研究中心貴陽分中心、新疆金風(fēng)科技股份有限公司。本文件主要起草人：呂艷軍、黎發(fā)貴、胡榮、劉熒、杜云、馬洪飛、趙燕、李鑫、田洪藝、趙敏、吳召武。1山地風(fēng)電場發(fā)電量計算規(guī)程GB/T18451.1風(fēng)電機(jī)組設(shè)計要求24基本原則4.2發(fā)電量計算應(yīng)遵循符合實(shí)際、技術(shù)可行、注重效率的原則。35.1.1發(fā)電量計算應(yīng)收集項(xiàng)目風(fēng)能資源評估報告等風(fēng)能資源評估成果，風(fēng)能資源評估成果應(yīng)包含如下a)風(fēng)電場代表性測風(fēng)塔風(fēng)能特征參數(shù)計算成果。b)風(fēng)電場代表性測風(fēng)塔測風(fēng)評價年的時間序列文件。5.1.2山地風(fēng)電場風(fēng)能資源評估成果應(yīng)符合GB/T18710、NB/T31147和DB52/T5.2.1發(fā)電量計算應(yīng)收集風(fēng)電場場址區(qū)域內(nèi)1:10000及以上精度的地形圖。5.2.2發(fā)電量計算宜收集風(fēng)電場工程邊界外延一定寬度內(nèi)的地形圖，外延寬度不宜小于1km,外圍地形圖可為1:50000及以上精度的地形圖。5.2.3發(fā)電量計算應(yīng)收集與風(fēng)電場工程地形圖范圍和坐標(biāo)系一致的粗糙度地圖資料。5.3.1發(fā)電量計算應(yīng)收集風(fēng)電場工程計算發(fā)電量所需的風(fēng)電機(jī)組綜合技術(shù)參數(shù)資料，主要包括機(jī)組型5.3.2發(fā)電量計算應(yīng)收集風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組輪轂高度空氣密度下的風(fēng)電機(jī)組動態(tài)功率曲線和推力系數(shù)曲5.4.1發(fā)電量計算應(yīng)收集風(fēng)電場工程場址內(nèi)和周邊敏感點(diǎn)和限制開發(fā)區(qū)域資料，主要包括區(qū)域土地利保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、壓覆礦產(chǎn)區(qū)、天然喬木林(竹林)地、年降雨量400mm以下區(qū)域的有林地、一5.4.2發(fā)電量計算應(yīng)收集風(fēng)電場區(qū)域的鐵路、公路、電力線路、燃?xì)夤艿?、石油管道等分布資料。5.4.3發(fā)電量計算應(yīng)收集噪聲敏感點(diǎn)、陰影閃變敏感點(diǎn)等分布資料。發(fā)電量計算應(yīng)收集周邊已建、在建及規(guī)劃風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組布置、采用6計算工作流程a)風(fēng)能資源評估成果資料。建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備宜對風(fēng)能資源評估成果進(jìn)行如下處理：1)應(yīng)現(xiàn)場復(fù)核測風(fēng)塔坐標(biāo)、儀器安裝與設(shè)置和周邊環(huán)境等信息；43)宜根據(jù)代表性測風(fēng)塔位置處風(fēng)切變指數(shù)計算風(fēng)電機(jī)組預(yù)裝輪轂高度的風(fēng)速，預(yù)裝輪轂高度處風(fēng)向可直接采用測風(fēng)塔接近預(yù)裝輪轂高度處風(fēng)向通道實(shí)測風(fēng)向，風(fēng)速推算可按下式ZHH——風(fēng)電機(jī)組預(yù)裝輪轂高度，單位m;ZAGL——采用測風(fēng)塔風(fēng)速通道高度，單位m;VHH——風(fēng)電機(jī)組預(yù)裝輪轂高度處風(fēng)速，單位m/s;VAGL——采用測風(fēng)塔風(fēng)速通道高度處風(fēng)速，單位m/s;4)應(yīng)根據(jù)NB/T31447的規(guī)定進(jìn)行代表性測風(fēng)塔測風(fēng)數(shù)據(jù)的長期代表性分析及訂正，確定建模采用的風(fēng)能資源數(shù)據(jù)序列。b)地圖資料。c)風(fēng)電機(jī)組資料。d)環(huán)境資料。6.2場址建模和流場模擬6.2.1山地風(fēng)電場場址流場建模應(yīng)采用適用于復(fù)雜地形風(fēng)電場的計算流體力學(xué)模型，或經(jīng)過驗(yàn)證的其他模型，或仿真技術(shù)建模。6.2.2山地風(fēng)電場尾流模擬宜采用改進(jìn)的PARK尾流模型、改進(jìn)的JENSEN尾流模型，或經(jīng)過驗(yàn)證的其他模型，或仿真技術(shù)計算。6.2.3山地風(fēng)電場流場模擬應(yīng)符合以下要求：a)場址建模計算區(qū)域邊界距離風(fēng)電場內(nèi)任一風(fēng)電機(jī)組機(jī)位的距離不應(yīng)小于5km,當(dāng)計算區(qū)域邊界附近地形或粗糙度存在明顯變化時，宜將計算區(qū)域邊界擴(kuò)大至包含明顯變化區(qū)域。b)山地風(fēng)電場地形模型水平網(wǎng)格分辨率不宜大于50m,風(fēng)電機(jī)組輪轂高度以下垂直網(wǎng)格層數(shù)不宜少于10層。c)模擬扇區(qū)不應(yīng)低于12個，宜在主導(dǎo)風(fēng)向進(jìn)行扇區(qū)加密。d)各個扇區(qū)計算應(yīng)收斂。e)宜考慮大氣穩(wěn)定度的影響。f)風(fēng)電場內(nèi)有多個測風(fēng)塔時，應(yīng)進(jìn)行綜合計算，并進(jìn)行交叉檢驗(yàn)。g)宜優(yōu)先選用時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計算。6.2.4山地風(fēng)電場流場模擬應(yīng)計算湍流強(qiáng)度、風(fēng)加速因子、入流角、風(fēng)切變指數(shù)等全場風(fēng)能特征參數(shù)分布。6.3風(fēng)電機(jī)組選型6.3.1風(fēng)電機(jī)組選型應(yīng)計算風(fēng)電機(jī)組等級基本參數(shù)，根據(jù)GB/T18451.1、GB/T51096的規(guī)定確定風(fēng)電機(jī)組等級。6.3.2對于低風(fēng)速風(fēng)電場宜參考NB/T31107的規(guī)定進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組選型。風(fēng)電機(jī)組等級根據(jù)風(fēng)速和湍流強(qiáng)度來劃分，風(fēng)能特征參數(shù)統(tǒng)計可參見附錄A。56.4風(fēng)電機(jī)組布置方案和輪轂高度選擇6.4.1風(fēng)電機(jī)組布置應(yīng)依據(jù)平均風(fēng)速、極端風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、入流角、風(fēng)切變指數(shù)等參數(shù)進(jìn)行綜合分析，并應(yīng)符合風(fēng)電機(jī)組安全性要求。6.4.2風(fēng)電機(jī)組布置與相鄰風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組的相互影響應(yīng)符合風(fēng)電機(jī)組安全性和尾流影響的要求。6.4.3山地風(fēng)電場整體平均尾流損失宜小于8%,單臺風(fēng)電機(jī)組的尾流損失宜控制在15%以內(nèi)。6.4.4風(fēng)電機(jī)組布置時應(yīng)按照NB/T10103對敏感因素進(jìn)行避讓。6.4.5風(fēng)電機(jī)組布置應(yīng)符合GB/T3096對噪聲限值的規(guī)定。6.4.6風(fēng)電機(jī)組輪轂高度選擇應(yīng)依據(jù)風(fēng)電機(jī)組制造廠家配套的輪轂高度方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。6.4.7對于風(fēng)能特征參數(shù)變化較大、存在多個安全等級的風(fēng)電場，宜采用混合裝機(jī)方案，風(fēng)電機(jī)組機(jī)型不宜超過3種，輪轂高度不宜超過3個。6.4.8風(fēng)電機(jī)組布置宜考慮風(fēng)電場凝凍結(jié)冰造成的脫冰或甩冰對周邊的影響。6.5折減因素和折減系數(shù)確定6.5.1折減因素宜按照NB/T10103對折減因素的規(guī)定和山地風(fēng)電場建設(shè)特點(diǎn)綜合考慮。折減因素宜主要包括以下內(nèi)容：a)風(fēng)電場空氣密度。b)尾流損失。c)風(fēng)電機(jī)組可利用率。d)風(fēng)電機(jī)組功率曲線保證率。e)電氣損耗主要包括風(fēng)電機(jī)組升壓變壓器損耗、集電線路線損、風(fēng)電場升壓變電站或開關(guān)站電氣設(shè)備損耗和自用電量損耗。f)葉片污染。g)控制和湍流。h)氣候影響。i)周邊風(fēng)電場的尾流影響。j)扇區(qū)管理的發(fā)電量損失。k)風(fēng)電機(jī)組吊裝平臺的場地平整。6.5.2折減因素和相應(yīng)折減系數(shù)典型值參見附錄B。綜合折減系數(shù)宜按如下公式計算：L;——獨(dú)立各項(xiàng)折減分量。6.6上網(wǎng)電量計算6.6.1年理論發(fā)電量計算山地風(fēng)電場年理論發(fā)電量計算應(yīng)符合GB/T51096的規(guī)定，應(yīng)采用推薦機(jī)型適用于風(fēng)電場空氣密度的動態(tài)功率曲線計算。66.6.2年上網(wǎng)電量計算山地風(fēng)電場年上網(wǎng)電量計算應(yīng)在年理論發(fā)電量基礎(chǔ)上，采用綜合折減法進(jìn)行計算。年上網(wǎng)電量計算應(yīng)符合GB/T51096、NB/T10103和NB/T31105的規(guī)定。風(fēng)電場年上網(wǎng)電量應(yīng)按照如下公式計算：AEPNer——風(fēng)電場年上網(wǎng)電量，即凈發(fā)電量；LTotal——確定性綜合折減系數(shù)。6.6.3不確定性分析6.6.3.1山地風(fēng)電場發(fā)電量計算的不確定性分析，宜根據(jù)風(fēng)電場風(fēng)能資源評估中風(fēng)數(shù)據(jù)測量、長期校正、年際差異、未來氣候差異、流體建模、功率曲線以及其他不確定性等各種誤差進(jìn)行。6.6.3.2總體不確定度宜按如下公式計算：o;——各項(xiàng)獨(dú)立不確定度分量?！?.6.3.3山地風(fēng)電場年上網(wǎng)電量宜按如下公式計算：AEPpso——超越概率為50%時的發(fā)電量；LTotal——綜合折減系數(shù)。6.6.3.4各超越概率下可能達(dá)到的風(fēng)電場年發(fā)電量，宜按照如下公式計算：AEPpn——超越概率為n%時的發(fā)電量；AEPpso——超越概率為50%時的發(fā)電量；N,(n%)——特征變量，由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表查得；OTotal——總體不確定度。6.7技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性分析6.7.1應(yīng)計算各風(fēng)電機(jī)組機(jī)位處風(fēng)能特征參數(shù)，并初步判斷風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組布置方案是否符合風(fēng)電機(jī)組安全性要求，風(fēng)能特征參數(shù)宜包括平均風(fēng)速、極端風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、最大入流角、風(fēng)切變指數(shù)。6.7.2項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性分析主要測算項(xiàng)目盈利能力是否滿足權(quán)益投資者獲得期望投資回報的要求。項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性分析應(yīng)符合下列規(guī)定。7a)項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性分析應(yīng)根據(jù)NB/T31085的規(guī)定計算相關(guān)財務(wù)指標(biāo)。b)項(xiàng)目財務(wù)指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于權(quán)益投資者期望的投資回報值。c)項(xiàng)目財務(wù)盈利能力不能滿足要求時，應(yīng)調(diào)整風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組布置方案。6.8風(fēng)電機(jī)組布置方案和上網(wǎng)電量確定6.8.1項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滿足要求時，當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組布置方案可確定為最終風(fēng)電機(jī)組布置方案。6.8.2風(fēng)電機(jī)組布置方案確定后，應(yīng)計算各臺風(fēng)電機(jī)組機(jī)位處發(fā)電量，并填寫山地風(fēng)電場發(fā)電量計算成果表，參見附錄C。6.8.3在項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滿足要求的情況下，當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組布置方案可確定為最優(yōu)風(fēng)電機(jī)組布置方案；若項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不滿足要求，則應(yīng)重復(fù)風(fēng)電機(jī)組選型、風(fēng)電機(jī)組布置方案和輪轂高度選擇、確定折減因素和折減系數(shù)、上網(wǎng)電量計算和項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性分析5個步驟，直至項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滿足要求。6.9工作流程山地風(fēng)電場發(fā)電量計算工作流程參見附錄D。7計算過程檢驗(yàn)和成果合理性分析7.1建模數(shù)據(jù)檢驗(yàn)7.1.1宜根據(jù)周邊參證風(fēng)電場的風(fēng)資源水平、參證氣象站數(shù)據(jù)、再分析數(shù)據(jù)等資料采用類比法進(jìn)行合理性分析。7.1.2地圖資料合理性分析與檢驗(yàn)主要內(nèi)容包括。a)相鄰等高線高程數(shù)據(jù)差值與數(shù)據(jù)等高距一致。b)等高線無交叉。c)粗糙度數(shù)據(jù)坐標(biāo)系與等高線一致，且數(shù)值對應(yīng)等高線地形能夠基本符合現(xiàn)實(shí)環(huán)境。d)測繪地形圖邊界包含風(fēng)電場布機(jī)點(diǎn)位地形。7.2流場模擬檢驗(yàn)7.2.1應(yīng)通過模擬的測風(fēng)塔處各高度平均風(fēng)速交叉驗(yàn)證誤差分析模型的粗糙度、大氣穩(wěn)定度參數(shù)是否合理，如測風(fēng)塔處各高度平均風(fēng)速交叉驗(yàn)證誤差超過5%,則需重新調(diào)整模型參數(shù)。7.2.2應(yīng)通過對比周邊參證風(fēng)電場的實(shí)際風(fēng)向、參證氣象站數(shù)據(jù)和再分析數(shù)據(jù)資料采用類比法分析模型模擬風(fēng)向扇區(qū)的合理性。7.2.3可根據(jù)各機(jī)位處模擬風(fēng)速與機(jī)位海拔高度正相關(guān)關(guān)系，分析各機(jī)位處模擬風(fēng)速結(jié)果合理性。7.3風(fēng)電機(jī)組選型和布置方案檢驗(yàn)7.3.1應(yīng)對照檢驗(yàn)各機(jī)位處平均風(fēng)速、極端風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、入流角、風(fēng)切變指數(shù)等參數(shù)是否超過采用機(jī)型設(shè)計值。7.3.2應(yīng)分析風(fēng)電機(jī)組布置方案是否按NB/T10103在規(guī)定的敏感因素安全距離進(jìn)行了合理避讓。7.3.3應(yīng)分析風(fēng)電機(jī)組布置方案是否符合GB3096對噪聲限值的規(guī)定。7.3.4可從風(fēng)電機(jī)組運(yùn)輸、吊裝建設(shè)的角度分析風(fēng)電機(jī)組布置方案的合理性。7.3.5可與已建成山地風(fēng)電場運(yùn)行結(jié)果比較，分析大氣回流、高湍流、主風(fēng)向遮擋地形等可能引起氣8流畸變的機(jī)位合理性。7.4發(fā)電量計算成果合理性分析7.4.1可根據(jù)與周邊山地風(fēng)電場發(fā)電量計算結(jié)果比較，采用類比方法分析評估風(fēng)電場發(fā)電量計算結(jié)果合理性。7.4.2可采用不同的模型計算評估風(fēng)電場發(fā)電量計算結(jié)果，對比分析評估風(fēng)電場發(fā)電量計算結(jié)果合理性。7.4.3可根據(jù)相同風(fēng)況條件下各風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量與單位千瓦掃風(fēng)面積正相關(guān)關(guān)系，分析各風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量計算結(jié)果合理性。91#測風(fēng)塔頂層風(fēng)速通道1測風(fēng)評價年平均風(fēng)速(m/s)2主導(dǎo)風(fēng)向310min實(shí)測最大風(fēng)速(m/s)4515m/s風(fēng)速段平均湍流強(qiáng)度615m/s風(fēng)速段代表湍流強(qiáng)度7