4.2 機位的實際有效湍流強度難以準確估算
現在,對于風電場每個機位湍流強度的計算大都依據測風塔數據,運用用工程軟件對每個機位的湍流強度進行計算,然后對機位進行篩選。
在新建風電場對機位湍流強度進行估算時,不能準確得到每個機位的湍流強度。一方面,是由于在建風電場之前,機組還沒有建成,不能得到機組之間的相互干擾尾流真實的數據,因此,不可能獲得每個機位實際的風況數據;另一方面,在自然條件下,風況變化的復雜性、隨機性以及應用軟件的局限性,在運用軟件對每個機位的湍流強度進行計算時,永遠都會存在理論與實際的偏差。
因此,通過軟件進行風電場微觀選址,難以對每個機位的實際湍流強度大小做出準確評估。存在某些風電場機位的有效湍流強度,在大風速時超過IEC-A 類標準,或機組的設計標準,從而影響機組安全及使用壽命,對于這種情況,有必要采取彌補措施對機組運行的經濟性及未來收益進行重新評估。
5. 機位湍流強度超標的處理辦法
避免機組因湍流度過大而造成部件損壞,延長機組壽命,一方面,在風電場新建階段需通過工程軟件對機組機位進行篩選和布置;另一方面,微觀選址不當的風電場運行機組,需要再次對運行機組的機位進行重新評估和優化。
當風電場微觀選址重新確定機位,或運營風電場的風電機組實際有效湍流強度超出其設計標準時,為了避免組部件的疲勞破壞和機組壽命的縮短,視具體機位的環境條件和評估情況,可采取以下措施:
(1)將該位置換成湍流強度級別更高的機型。
(2)將該機組移到湍流強度小的位置。
(3)調節該機組周圍,尤其是上風向風電機組的布置,拉大該機組與上風向機組之間的距離,使其盡可能少受其他機組尾流影響。
(4)由于湍流強度受地面障礙物和地面粗糙度影響較大,塔筒高度增加,機組的有效湍流強度減小。因此,在項目經濟性、機位基礎和塔筒強度允許的條件下,適當增加塔筒的高度,把有效湍流強度調整在機組允許的范圍之內。
(5)在現場風況測定與機組性能評估的基礎上,根據風況條件有選擇性地運行,如:在湍流強度很大的時間段,機組停機;或者通過機組控制器程序設定限定機組運行方位,機組僅在湍流強度較小的方位運行,禁止機組偏航到湍流強度大的方位運行。
(6)調整風電場機組的運行模式,即當下風向風電機組受上風向風電機組尾流影響嚴重時,可以根據實際情況關停部分下風向的風電機組。這樣盡管犧牲了一部分發電量,但可使下風向機組避免了因尾流引起的有效湍流強度過大,從而可降低疲勞載荷,延長下風向機組的使用壽命。
6. 結論
在新建風電場時,重視風電機組的微觀選址, 以減少風電機組的部件損壞, 延長機組壽命。風電場微觀選址, 應以充分、準確的數據作為機位評估與優化的依據, 依靠科學手段, 通過對各種影響因素的綜合考慮, 實現風電場的最優選址; 在風電場實際運行的機組中, 如果發現有微觀選址不當的機位, 應及時評估并采取措施, 權衡利弊, 從而使風電場取得較好的經濟效益。