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風(fēng)電機組部件損壞與風(fēng)電場微觀選址

2014-06-07 來源:東方汽輪機有限公司風(fēng)電事業(yè)部 瀏覽數(shù):781


2.2 障礙物的影響
  由于氣流經(jīng)過障礙物時,在其下游會形成擾動區(qū)。在擾動區(qū)風(fēng)速不但會降低.而且還有強的湍流,對機組運行十分不利。因此, 在選擇機組安裝位置時, 必須要避開障礙物下流的擾動區(qū),從理論上講,擾動區(qū)的長度約為17H(H 為障礙物高度),所以, 在選址時,要盡量避開障礙物,一般應(yīng)在10H 以上。
2.3 地形的影響
  對于山地風(fēng)電場,山地地形以及植被對風(fēng)電機組所帶來的湍流影響很大。當(dāng)氣流通過丘陵或山地時,由于受到地形阻礙的影響。在山的向風(fēng)面下部,風(fēng)速減弱。且有上升氣流;在山的頂部和兩側(cè),風(fēng)速加強;在山的背風(fēng)面,風(fēng)速減弱,且有下沉氣流,重力和慣性力將使山脊的背風(fēng)面氣流往往成波狀流動。
  山地對風(fēng)速影響的水平距離,一般在向風(fēng)面為山高的5 ~ 10 倍,背風(fēng)面為15 倍。且山脊越高,坡度越緩,在背風(fēng)面影響的距離越遠。
  根據(jù)經(jīng)驗,在背風(fēng)面對風(fēng)速影響的水平距離L 大致是與山高h 和山的坡度α 半角的余切的乘積成比例,即:
  
  封閉的谷地風(fēng)速比平地小。長而平直的谷地,當(dāng)風(fēng)沿山谷而吹時,其風(fēng)速比平地加強,即產(chǎn)生狹管效應(yīng),風(fēng)速增大;但當(dāng)風(fēng)垂直谷地吹時,風(fēng)速則較平地為小,類似封閉山谷。
  根據(jù)實際觀測,給出封閉谷地y1 和峽谷山口y2 與平地風(fēng)速的關(guān)系式[8]:
  y1=0.712x+1.10
  y2=1.16x+0.42
  y1:封閉谷地風(fēng)速;y2:峽谷山口風(fēng)速;x:平地風(fēng)速。
2.4 周圍環(huán)境
  風(fēng)電場在其建設(shè)過程中會對周圍環(huán)境有所影響,因此,風(fēng)電場的微觀選址把對周圍環(huán)境的影響也考慮進內(nèi),一方面, 要對生態(tài)環(huán)境進行保護,比如飛禽的遷徙路線、鳥類飛行路線以及動物棲息地等,還要保證盡量不要占用耕地和植被等;另一方面,還要考慮噪聲的影響,根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求風(fēng)電場發(fā)電機組和最近的居民小區(qū)的距離的確定,其噪聲的大小不能超過45db。
3. 如何進行風(fēng)電場微觀選址
3.1 平坦地形的微觀選址
  平坦地形可以定義為,在風(fēng)電場區(qū)及周圍5km 半徑范圍內(nèi)其地形高度差小于50m,同時地形最大坡度小于3°。實際上,對于周圍特別是場址的盛行風(fēng)的上(來)風(fēng)方向,沒有大的山丘或懸崖之類的地形,仍可作為平坦地形來處理。
  在平坦地形進行微觀選址時,主要考慮以下兩個方面:
  第一、粗糙度的影響對平坦地形,在場址地區(qū)范圍內(nèi),同一高度上的風(fēng)速分布可以看作是均勻的,可以直接使用鄰近氣象臺站的風(fēng)速觀測資料來對場址區(qū)進行風(fēng)能估算。對平坦地形,采用同一葉輪直徑的風(fēng)電機組,提高風(fēng)電機組功率輸出的唯一方法是增加塔架高度。
  第二、 障礙物的影響
  障礙物是指針對某一地點存在的相對較大的物體,如房屋等。當(dāng)氣流流過障礙物時,由于障礙物對氣流的阻礙和遮蔽作用,會改變氣流的流動方向和速度。障礙物和地形變化會影響地面粗糙度,風(fēng)速的平均擾動及風(fēng)輪廓線對風(fēng)的結(jié)構(gòu)都有很大的影響,但這種影響有可能是有利的(形成加速區(qū)),也有可能是不利的(產(chǎn)生尾流、風(fēng)擾動)。所以,在選址時要充分考慮這些因素。
  由于氣流通過障礙物時,在障礙物的下游會形成尾流擾動區(qū),然后逐漸衰弱。在尾流區(qū),不僅風(fēng)速會降低,而且還會產(chǎn)生很強的湍流,對風(fēng)電機組運行極為不利。因此,在設(shè)置機位時必須注意避開障礙物的尾流區(qū)。
3.2 復(fù)雜地形的微觀選址
  我國沿海及內(nèi)陸存在著大量的山地。復(fù)雜山地的風(fēng)流不僅是由大地形以及氣候引起的,更多的則受到局部地形的影響。對于簡單地形,大地形以及氣候是引起風(fēng)流的主要起因;而對于復(fù)雜山地,局部地形對風(fēng)流的加速、對風(fēng)向的偏轉(zhuǎn)是造成風(fēng)電場微觀選址的難題所在?!?br />   在對復(fù)雜地形進行微觀選址時,風(fēng)電機組間距的計算尚無成熟快捷、簡便的方法,通常需通過多次試算最終確定方案。
  在復(fù)雜地形和氣候條件下,驅(qū)動風(fēng)流的因素并不唯一,一個特殊的流動情況是:風(fēng)速并不隨高程的上升而升高,在某一高度后,風(fēng)速隨高程的上升而降低。微觀選址技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不明確以及依據(jù)或依賴國外標(biāo)準(zhǔn)制造的風(fēng)電設(shè)備與場址適應(yīng)性問題,直接導(dǎo)致在復(fù)雜的地形和惡劣的氣候條件下微觀選址結(jié)果差異顯著.風(fēng)電機組設(shè)備的運行可靠性不高,運行控制變得更加困難,實際出力也比預(yù)測評估的要低。

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