海上风电场集电系统布局优化论文
海上风电场集电系统布局优化论文
摘要：在海上风电场的设计，建设，运营中，不仅仅需要考虑海上风电场建设成本，还需要将后期运营维护费用考虑进来，已达到全生命周期经济效益的最大化。论文分析了海上集电系统的建设成本、运行损耗费用和故障机会成本的组成和计算方法，建立了评估海上风电场集电系统全生命周期经济成本的评估模型，并提出了综合考虑经济性和可靠性的集电系统优化方法。
0 引言
海上风力发电因其相比较于陆地发电的独特优势，近几年来在国内外得到了长足的发展。虽然目前规模仍然不大，但确是目前被普遍看好的新能源发展方向，预计到2020年，中国海上风电累积装机容量将达到，占到风电装机总容量的30%以上。
海上风电场集电系统用于将风电场各台风力发电机发出的电能汇集到海上升压站，以便将电压进一步升高之后使电能输送到岸上并入电网。国外的建设经验表明，集电系统的设备投资超过海上风电场总投资的5%，从建设成本角度优化集电系统的布局对降低风电场的建设成本就有着重要意义。由于恶劣的工作环境，海上风电场每年因为集电系统的设备故障造成的发电损失也十分可观，如采用传统放射形拓扑的集电系统因故障损失的电量即其故障机会成本可能占到该风电场预计发电能力的10%以上，这样，集电系统的可靠性就成为优化集电系统布局所必须考虑的一个因素。
风电场风机优化布置数学模型研究
风电场风机优化布置数学模型研究 王丰, 刘德有，谭志忠 （河海大学水利水电工程学院） 摘 要：推导建立了一种新的风电场简化风机尾流模型，给出了任意角度来风情况下的风电场风机尾流影响 区域以及尾流叠加的计算公式，建立了计入多因素的风电场成本-效益模型和增量装机效益评价模型。最后，利用算例资料，进行了给定区域风电场的风机优化布置以及不同布置方案的经济性分析和对比评价，确定了 风机最优布置数量和布置形式。结果表明：采用本文的风机优化布置数学模型能够有效地进行大型风电场的 风机布置优化计算分析。 关键词：风电场；风机优化布置；尾流模型；成本-效益模型；效益评价模型 1 概述 由于具有良好风能资源的区域土地资源是不可再生的有限的宝贵资源，但风能的能流密度很低，大型风电场的占地面积相对很大，因此，如何充分、高效地开发利用风能资源及经济、合理地减小风电场的占地面积将成为今后值得关注的重要研究课题[1-3]。此外，对于海上风电场，国外工程经验表明，其输电线路成本约占工程总投资的20％[4,5]。因此，无论是陆上或海上的大型风电场，在满足风机设计出力的前提下，应对其风机布置进行反复的优化和经济评价分析。 对于总占地面积给定的风电场，如不考虑各风机尾流的相互影响，则其风机数量布置越多，单位容量的平均投资成本越低，经济性越好。但实际上，当风经过风机后，由于风轮吸收了部分风能，且转动的风轮会导致湍动能增大，因此风机后风速会有一定程度的突变减小，这就是所谓的风机尾流效应。尔后，在周围气流的作用下，风速会逐渐恢复，但在到达下游风机时，风速的恢复值与两风机间的距离有关。如风电场内风机布置过密，以致风经过上游风机后的风速来不及恢复而导致下游风机的工作风速过低，则将造成下游风机出力大大减小甚至为零，此时，风电场的单位电量效益较小、单位出力投资成本较大，经济性较差。反之，如风电场内风机布置过疏，风机总装机容量过小，则其单位容量的投资成本和运行维护费用均较高，经济性也较差。因此，根据风电场场址处的风能资源情况，在选定风机单机容量后，合理确定风机布置数量和布置形式是提高大型风电场经济性的重要设计环节。 关于风电场的风机优化布置，目前国内大多依赖国外商业软件进行工程设计，而其基本理论的学术研究还很少，主要集中在经验估算上，如文献[6]给出了风机布置的经验间距，指出：在盛行风向上风机间应相隔5～9倍风轮直径，在垂直于盛行风向上风机间应相隔3～5倍风轮直径。显然，该方法比较粗略，难以得到优化布置方案。国外一些学者采用数值模拟方法对该问题进行了研究，如文献[7,8]用遗传算法对风电场风机布置进行了优化，但其采用的风机尾流模型存在一定缺陷，给出的风电场风机成本-效益模型过于简单，且未给出风机尾流影响区域的计算方法以及增量装机效益评价模型等。 本文针对大型风电场的特点，推导建立其新的风机尾流模型、成本-效益模型和增量装机效益评价模型等，编制相应的优化计算程序，并结合算例进行给定区域风电场的风机优化布置以及不同布置方案的经济性分析和对比评价，确定风机最优布置数量和布置形式。 2 数学模型的建立 风电场风机优化布置的数学模型主要包括以下三个模型：（1）风机尾流模型；（2）风机成本-效益模型；（3）风电场增量装机效益评价模型。风机尾流效应的模拟是整个风电场发电量效益预测的基础，因此，风机尾流模型的合理性将直接影响到风电场效益的估算以及风机优化布置的正确性。风电场风机成本-效益模型用于对某一选定的风机布置方案进行其与风机相关的投资成本核算，并结合尾流模型对评估周期内的发电量效益进行估算，该模型的合理性会直接影响到风机布置方案的经济性评价结论。风电场增量装机效益评价模型用于对选定的不同风机布置方案的对比评价分析，并最终确定给定区域风电场的风机最优布置方案。 2.1 风机尾流模型 目前，在进行风电场风机优化布置模拟计算时，均忽略了风轮的湍流影响，而采用简化风机尾流线性扩张模型[7-9]，即尾流影响边界随距离线性增大模型。此外，目前多数风机尾流模型未考虑风经过风机后的尾流影响区域直径的突然扩大，而一些考虑了该因素的尾流风速预测解析计算公式，则不能满足上游风机后风速与尾流影响区域边界的连续性。为此，本文推导了一种新的简化风机尾流模型。 如图1所示，采用控制体积法进行风轮流场分析。u0、u分别为风轮前、后距离风轮x处的风速；
风电场风机安装风机设备安装施工方案
****风电场一期（***工程）B标段风机设备安装 施工方案 广东火电工程总公司**项目部 年8月26日
****风电场一期（***工程）B标段风机设备安装 施工方案 编制： 审核： 审批： 广东火电工程总公司**项目部 年8月26日
目录 一、编制说明及工程概 况 (1) 二、主要实物工作 量 (1) 三、吊装钢丝绳的选 择 (2) 四、安装场地布置要求及施工方 法 (4) 场地准备 (4) 机索具准备 (4) 基础环清理 (4) 作业流程、风机设备安装方法及吊装工艺参数表 (5) 4.4.1作业流程 (5) 4.4.2风机安装方法 (7) 4.4.2.1塔筒下段的安装 (7) 4.4.2.2塔筒中段的安装 (10) 4.4.2.3塔筒上段的安装 (13) 4.4.2.4机舱安装 (16) 4.4.2.5叶轮安装 (19)
五、吊装组织体 系 (21) 六、机索具 表 (22) 七、安全技术措 施 (26) 八、风机吊装竖面示意 图.............................................................. . (27) 九、附 录 (2) 7 TC1800S 450t吊车性能表 (27) TG1000E 100t吊车性能表 (27)
一、编制说明及工程概况 ****风电场一期（***工程）B标段共有35台1500KW风力发电机组需安装。其中单件最高吊装标高设备为机舱，重量56吨，就位顶标高约72米，需选用大型吊车吊装。 本方案中对风机设备吊装选用的主吊吊车为Demag TC1800S型450t汽车式起重机，溜尾吊车选用Tadano TG1000E型100t汽车式起重机。 为了规范风力发电机组的吊、安装施工，保证施工安全，特编制本方案。其中涉及的工程内容为： 35个风机设备在各个机位的吊、安装 部分无法在现场存放的风机设备的现场倒运（具体需倒运部分设备可参见风机 设备卸车方案） Demag TC1800S汽车吊的转场移位 Tadano TG1000E汽车吊的转场移位 编制依据 《电力建设施工及验收规范（建筑工程篇（SDJ69—87））。 《风力发电场项目建设工程验收规程（DL/T5191-2004）》。 《工程建设安装工程起重施工规范》HG20201-2000 《起重工操作规程》SYB4112-80 华锐风电科技有限公司风机安装手册 《风力发电机组齿轮箱（GB/T 19073-2003）》。 《风力发电机组塔架（GB/T 19072-2003）》。 《风力发电机组异步发电机（GB/T ~2-2003）》。 《起重机械安全规程》GB6067-85 《电力建设安全工作规程》 《电力建设安全管理规程》 起重机械施工管理程序S508（A0） 现场平面布置图 Demag TC1800S起重机吊装性能表 Tadano TG1000E起重机吊装性能表 二、主要实物工作量
风电场的选址及布局优化仿真
第38卷第6期2010年6 月 Vo.l38No.6 Jun.2010风电场的选址及布局优化仿真 乔歆慧1,张延迟2,3,解大1 (1.上海交通大学电气工程系,上海200240;2.华东理工大学自动化系,上海200237; 3.上海电机学院电气工程系,上海200240) 摘要:风电场建设选址及风机选型与布局是风电场设计的核心内容。基于以上两方面介绍了风能特性、风电场设计的基本思想及设计准则。通过W i ndFarme r仿真软件完成了风电场优化设计实例。 关键词:风电场;风电场选址;风电场规划 作者简介:乔歆慧(19852),女,硕士研究生,从事并网型风电研究和电力系统仿真。 中图分类号:T M614;TK80文献标志码:A文章编号:100129529(2010)0620934203 L oca tion Se lection ofW i n d Farm and O p ti m iza tion Si m ula tion of Its Layou t QIA O X i n2hu i1,Z HA NG Y an2chi2,3,XIE Da1 (1.Dept.of E lectr i ca l Engi neering,Shang ha i Jiaoto ngUn i v.,Shangha i200240,Ch i na; 2.Dept.of Auto m a ti on,East Ch i na Un i versity of Sc ience and Technol ogy,Shangha i200237,Ch i na; 3.Dept.of E lectr ica l Engi neer i ng,Shangha i D i anjiUn i v.,Shangha i200240,Chi na) Ab stra ct:The core contents of the desi gn of t he w i nd far m are the l oca ti on selectio n for t he co nstructio n and the ty pe se lecti on and layo ut for the fan.The characteristi cs of t he wi nd energy and the basic thought and des i gn criter i on for the desig n of the w i nd far m were presented based o n the t wo aspects above.The practi ca l examp l e of t he o pti m izatio n design for the w i nd far m was co m pleted usi ngW i nd F ar m er si m ulatio n soft ware. K ey w or ds:w i nd far m;locati on se lecti on of t he wind farm;progra mm ing of the w i nd far m 风电场的建设规划是风力发电工程的首要任务,主要包括两方面。一是风电场的选址,通过风能资源评估选择适合建设风电场的地点;二是风力发电机的选型及布局,满足最大限度地利用风能资源及最低的环境影响。基于以上两点进行风电场最优规划,是确保最大限度地利用风能及产生最大经济效益的先决条件。 1风电场选址的考虑因素 (1)风力资源 风能的利用形式主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他的能源形式。高纬度与低纬度之间的温度差异可形成南北之间的气压梯度,使空气作水平运动而形成风。地球自转所产生的偏向力也是产生风能的主要原因。除以上两方面外,风能在很大程度上受海洋、地形的影响,时空分布较为复杂。 风能的大小与气流密度通过的面积及气流速度的立方成正比,其中空气密度(Q)、气体速度(v)随地理位置、海拔、地形等因素变化。 普遍采用的风速模型是4种风速的叠加,即V=V WB+V WG+V WR+V WN(1)式中V WB )))基本风;V WG )))阵风;V WR )))渐变风; V W N )))随机噪声风。 (2)地形对风速的影响 当冷空气在斜坡地形上因重力而加速下滑所形成的风叫做流曳风,或称重力流及下坡风。在冷空气能够翻越某一段山地的情况下,才会出现背风坡的流曳风。山脚处流曳风的风速与山顶及山脚处的温差有关。一般,温差越大,风速越快。 当气流经过山谷时,由于横截面减少,造成气流速度加大,形成狭管效应。 地形斜坡由于热力的作用很容易构成斜压性,是产生低空急流的主要原因。在斜压大气中,水平温度梯度会引起地转风随高度的变化。 (3)观测点选取 风电场风能观测点的位置选取与风能的准确度量及风电机组控制密切相关。一般来说,海域观测点风能的不稳定性较小,高山测点有一定的不稳定性,而城郊测点风能的不稳定性较大。自
风电场工作总结
工作总结 某某风电场地处XX省某某市经济开发区，风电场共分两期，一、二期共安装99台某风机，一期工程在2011年10月并网发电，二期工程在2012年11月23日并网发电。2013年风电场在上级公司领导的正确引导下，坚持以安全生产为前提，以经济效益为中心，认真扎实开展各项工作，取得了一些成效，现将2013年主要工作汇报如下： 一、2013年主要工作完成情况 （一）安全生产 继续完善风电场安全管理网络，安全指标层层分解，安全责任得到有效落实。风电场自场长到值长再到运维员工逐级签订了《安全生产目标责任书》，每月召开安全例会对前一阶段的安全情况进行总结，并举办一到两次安全日活动，切实增强员工的安全责任意识；定期开展应急演练和反事故演习，不断提高员工的应急处理能力。认真贯彻落实上级有关安全生产的文件、会议精神，加大安全检查力度和问题整改力度，积极配合上级公司开展的安全检查活动，对查出的各类问题积极落实整改，跟踪闭环。 先后组织开展了风电场“全场停电应急预案”演练、“全场消防应急及逃生”等各项应急演练，根据上级公司指示开展“风
电场春季、秋冬季安全检查”等一系列专项安全检查活动。定期组织学习各类安全事故，每月开展《安规》培训及考试；组织风电场开展月度、季度“生产安全事故隐患”排查活动，并结合各类专项安全检查，做到不走过场，不留死角，不放过任何隐患和问题，认真解决安全生产各项工作存在的突出问题和薄弱环节，主动解决问题和隐患。 （二）生产指标完成情况 1.某某风电场2013年生产指标完成情况如下： 发电量：XXXIII万kwh、上网电量：XXXIII万kwh、可利用小时为XXXIII小时，位居全省前列，风机可利用率XXXIII%，综合场用电率XXXIII%，2013年弃风电量XXXIII万kwh。 （三）生产管理情况 1、为了应对发电量任务很重的严峻形势，风电场专门召开了“优化运行抢发电”专题会，认真分析了目前风电场存在的一些问题和优化空间，同时也借鉴了其他风电场一些好的经验，制定了风机功率曲线优化、风功率预测系统优化、AGC策略优化等多项技改方案，尤其在风机负荷性能优化方面取得了明显成效，为公司创造更多效益。 2. 设备管理 为加强风电场设备管理，风电场重新修编了设备台账、运检
风机叶轮的设计和风电场机组布置方案
湖南水利水电职业技术学院 Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power 毕业设计成果 姓名：XXXX 专业：发电厂及电力系统 班级：10级发电厂及电力系统一班 学号：20103501XXXX
摘要 本次课题设计的题目是“风机叶轮的设计和风电场机组布置方案”。风机叶轮的设计主要是通过公式计算，得到风轮扫掠面积，风轮直径，增速比等重要参数，再采用三维CAD软件绘制叶片的翼型组合成三叶片三维立体风机示意图和风电场机组布置方案的比较选择。 本次的设计具体内容主要包括：风轮设计的相关内容，比如:确定风轮扫掠面积、确定风轮直径、确定叶片数目、风轮转速计算、确定增速比等计算数据和翼型设计的一些相关数据计算 关键词：风力机叶片翼型坐标变换风电场机组布置方案（图） 绪论 能源是人类社会存在与发展的物质基础。过去200多年，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大地推动了人类社会的发展。然而，人们在物质生活和精神生活不断提高的同时，也越来越感悟到大规模使用化石燃料所带来的严重后果：资源日益枯竭，环境不断恶化。因此，人类必须寻求一种新的、清洁、安全、可靠的可持续能源系统。
受化石能源资源日趋枯竭、能源供应安全和保护环境等的驱动，世界主要发达国家和一些发展中国家都重视风能的开发利用。特别是自20世纪90年代初以来，风力发电的发展十分迅速，世界风电机装机容量的年平均增长率超过了30%，2005年，中国政府对2020年的风电发展目标进行了修改，将风电装机容量由2000万千瓦增至3000万千瓦。 与此同时，我国在风力发电技术的研究与应用上投入了相当大的人力及资金，充分综合利用新材料、新型电机、电力电子技术、计算机、自动控制及通信技术等方面的最新成果，开发建立了评估风力资源的测量及计算机模拟系统，发展了变桨距控制及失速控制的风力机设计理论，采用了新型风力机叶片材料及叶片翼型，研制出了变极、变滑差、变速恒频及低速永磁等新型发电机，开发了由微机控制的单台及多台风力发电机组成的机群的自动控制技术，从而大大提高了风力发电的效率及可靠性。
风电亟须优化电源布局和电源结构
风电亟须优化电源布局和电源结构 更新：2011-08-17 11:50:14 来源：人民网 电源布局和电源结构亟待调整优化 长期以来，我国大区电网存在电源分布不合理，造成电源结构（基、腰、峰荷电源）性矛盾，即电网严重缺调峰电源，是当前阻碍节能减排的根源，且未引起决策部门重视。 我国电力一次能源结构中，水电占有20%多，煤电70%多，其它核、抽水蓄能、燃气电厂极少，合起来不足10%，因此煤发电量占总发电量80%以上，二氧化碳和二氧化硫排放自然大。风能、太阳能等绿色能源只是最近几年才迅速发展。 一次能源结构不合理必然导致电源结构不合理。我国水电占20%多，且多是径流，西南大水电发电年利用4000小时以上，汛期大发，带基荷，供水期可提供调峰也不足10%。特别是上世纪90年代以来，电网进入超高压、大电网、大机组时期，执行“以大代小”、“以煤代油”政策；使得原一天内可开停作主力调峰的小火电近亿千瓦，逐年关停，至2010年已关停8100万千瓦，但却没有规划补建峰荷电源，致使调峰矛盾凸显，至今时过20年，矛盾依旧，实属决策失误。新发展热电机组又没有严格执行国家“以热定电”的原则，机组多为30万千瓦，打孔抽汽的一般只允许调峰10%。低碳大机组合理调峰率为20%，现有水、火电可调峰率共约为总电源20%，远不能满足电网40%～50%峰谷差的调整要求。 因此，多年来一直迫使超临界和超超临界的60～100万千瓦机组低谷时压负荷到50%亚临界运行，使低碳机组高碳运行。如继续增建低碳煤电大机组，必将继续强迫非常规调峰，岂不恶性循环。目前各大区电网都出现缺电，其主因是煤炭平衡工作没做好，煤炭涨价电价不变，实际更是缺调峰电源，估计约占总电源的15%～20%。因此调整电源布局和电源结构已迫在眉睫。 欧洲风电调峰模式可供借鉴 据欧洲风能协会研究报告的观点，电网接纳更多风电是经济性和政策性问题,不是技术水平和运行问题，德、法、丹麦、西班牙等国对风电并网以及电网如何适应作了深入研究，结论是，风电容量可占电网比例超过20%。其经验分析如下： 风电与抽水蓄能配套、风电出力预报、电价政策——西班牙风电强劲发展。 西班牙风电装机占总装机20%，发电量占8.7%，核电15%，抽水蓄能约10%，为开发EIHierro岛、Canary岛风能，建相应抽水蓄能与之联合运行，风电场风电功率预测是强制性的，与电价挂钩。 风电与抽水蓄能配套，加强电网建设——德国风电积极发展。 德国风电占总装机17%，电量占总7%，水电比重很低，消纳风电措施除与欧洲电网强联外，建设超过10%抽水蓄能，就地调峰平衡，因峰荷远距离输送增加网损。
风电场运维管理优化措施分析
风电场运维管理优化措施分析 摘要：随着我国一次能源的不断消耗以及环境形势的不断严峻，越来越的清洁 能源得到了重视。风力发电技术是一种清洁能源的运用范畴，越来越多的风电场 在我国建立。风电场的运维管理方式会对风电场中的设备运行状况有直接的影响，因此需要重视风电场中运维管理方式。基于此，本文重点论述了风电场运维管理 的要点以及优化措施，希望被众多的风电运维管理者所借鉴。 关键词：风电场；运维管理；运维模式 随着我国经济规模的不断发展，对电力能源的依靠越来越大。我国风电场经 过20多年的发展，在很大程度上补充了电力能源的供应。近段时间以来，更多 的小型风力发电场转变成为较大规模的风力发电场，这样一来，发电设备就呈现 多样性和复杂性的状态，这就给风电场的运维管理带来了极大的挑战。基于此， 本文首先从风电场的运维管理的特点入手，探索出当前风电场运维管理的缺陷与 不足，从而有针对性的进行措施优化与提高[1]。 1 风电场运维管理要点 1.1 把握运行数据的收集 风电场的运维管理工作中最重要的是对相关数据信息的采集，上述的数据信 息更多的包括风电机组的运行状况数据信息，一般来说这些信息是风速大小、温 度数据、电压电流数据、短时的发电量信息、风机振动值、风机油位信息数据。 为了使得风电场能够稳定的运行，运维管理人员要及时的记录并且规整上述的数 据信息，从而更好的对风机运行状况、风机的功率输出情况、设备的稳定性有详 细的了解，针对出现的状况及时作为检修处理策略，从而做好各项预防准备措施。 1.2 对频发故障进行专业的分析、处理 受到制造工艺、技术、生产环境等因素的影响，风电机组在运行中难免会出 现一些频发性故障。针对这些故障运维管理人员要善于进行总结、分析，结合设备、现场实际情况提出富有建设性、针对性的整改措施。除此之外，相关的运维 管理人员还可以通过知识竞赛、QC比赛等专项技术活动，促进班组的凝聚力和 创新力。 2 风电场运维管理的特点及问题 2.1 风电场设备台数较多，作业危险系数大 我们知道单一的风机就是一个发电单元，同时每一个风机发生故障的类型与 概率是不相同的。这是由于受到发电设备的设计状况、运维管理人员的技能水平、风电场周边的环境状况的影响。基于上述的因素，就会使得风电机组的维护操作 处于分散的状态，同时危险系数也很大，这些情况给运维管理工作的开展带来了 极大的挑战[2]。 （1）风机的自身结构就决定了风机运维工作绝大部分是高空作业，运维工作危险性较大，运维人员工作压力较大。 （2）受环境因素影响，风机内部夏季炎热、冬季严寒，运维工作且受风速影响较大。尤其是当风速超过机型允许登塔、出舱风速时，会对风机的运维管理及 设备安全稳定运行造成一定影响。 （3）风机内部空间狭小，设备涉及点多面广，风机的发电系统、控制系统、能源传动链等系统需要同批人员同时运维，对运维人员素质要求较高。 总之因多种因素的存在，增加了风电场运维工作的不确定性，造成了风电场 运维管理难度较大。
大型风电场风机最优布置规律研究_王丰
D OI :10.3876/j .issn .1000-1980.2010.04.023 收稿日期:2009-11-18 基金项目:国家“十一五”科技支撑计划(2006BAA01A24)作者简介:王丰(1981—),男,河南周口人,博士研究生,主要从事抽水蓄能及新能源技术研究.E -mail :wfnj3089@https://www.wendangku.net/doc/5413224935.html, 大型风电场风机最优布置规律研究 王 丰1,刘德有1,曾利华1,陈守伦1,陈星莺 2 (1.河海大学水利水电学院,江苏南京 210098; 2.河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心,江苏南京 210098)摘要:采用较完善的风机优化布置计算数学模型,研究了单一风向风况下的风电场风机最优布置 的一般性规律,给出了风机布置排数和风机间距的合理取值范围:风电场区域无限制以及风电场沿 盛行风向上尺寸较小时,风机横向间距应为2D 0～3D 0(D 0为风轮直径),纵向间距应大于15D 0;风 电场沿盛行风向上尺寸较大时,可考虑布置3排以上风机,风机纵向间距应为15D 0～20D 0,风机横 向间距应为3D 0～5D 0;风机优化布置一般可不考虑风速大小的影响.在此基础上,研究了均匀对称 风况、1个主导风向风况和多个主导风向风况下的风机最优布置规律,得出了风机最优布置形式与 风况特征的规律性基本一致,且风况越复杂,风机最优布置的规律性越弱的结论. 关键词:风电场;风机;布置排数;风机间距 中图分类号:TK83 文献标志码:A 文章编号:1000-1980(2010)04-0472-07 风电场风机优化布置是风电场规划中的关键环节,其布置方案的优劣直接影响风电场的发电量以及风电场的经济性水平.在风电场区域边界以及该区域风资源确定的情况下,如风机布置数量太少,将会降低该区域风资源的利用率;但如风机布置数量太多、风机间距太小,则会由于风机尾流的影响而降低各单台风机 的发电效益,从而降低整个风电场开发的经济性[1-3].因此,考虑风机布置数量在内的风机最优布置方案是风 电场规划设计和开发过程中需要深入研究的重要课题. 在最初的研究中,风电场风机优化布置理论基本属于经验性结论,布置方式也基本为规则性的行列布置.如Patel [4] 提出:风机布置的最优距离为在盛行风向上风机间隔8D 0～12D 0(D 0为风轮直径),在垂直于盛行风向上风机间隔1.5D 0～3D 0.而王承煦等[5]指出:在盛行风向上要求风机间隔5D 0～9D 0,在垂直于盛行风向上要求风机间隔3D 0～5D 0.这些基于经验判断给出的风机布置间隔距离,在一定程度和特定阶段指导了风电场风机优化布置的探索研究和工程应用.Ammara 等[6]曾据此构建了一个风电场风机布置方案,在保证相同发电量的同时,能够有效地减少风力发电机组的总占用土地面积. 实际上,不同风电场和风机类型的风机最优间隔距离是不相同的,上述经验成果只能在一定条件范围内作为风机优化布置设计的参考.为此,许多学者针对不同风况、不同区域边界的特定风电场进行了风机最优布置的更精确的计算研究.Mosetti 等[7]首先提出了基于遗传算法的风机优化布置计算方法,把风电场总投资成本、发电效益作为优化变量,用两者的比值作为目标参数,评价不同风机布置方案优劣.该计算方法采用穷举法对不同风机布置方案进行经济比较,最终确定相对优化的风机布置方案,摆脱了风机经验布置间距的限制,可以获得更科学、合理的结果.Grady 等[8]在Mosetti 等[7]研究的基础上,利用遗传算法研究了风机优化布置问题,并结合理论分析,对风机优化布置形式进行了计算分析和校核,得到了更好的结果.Mar midis 等[9]采用Monte -Carlo 方法对风电场风机优化布置问题进行了研究,提出了研究该问题的新思路和新方法. Mosetti 等[7-9]的研究虽提出了若干创新性的计算方法和模型,研究成果也为风电场风机优化布置的研究和实际工程设计提供了重要的理论基础,但其中所采用的风机优化布置计算模型还不完善,更未对风电场风机最优布置的一般性规律进行系统的探讨分析和论证研究. 第38卷第4期 2010年7月河海大学学报(自然科学版)Journal of Hohai University (Natural Sciences )Vol .38No .4Jul .2010
基于风电场风资源评估的风电机组布局优化研究
基于风电场风资源评估的风电机组布局优化研究 摘要：风电场实际发电量低于预估发电量是制约风电可持续发展的一个突出问题。导致该问题的主要原因是在建设某一风电场前，对该风场的风资源评估不精确，以及风电场微观选址的失误造成发电量损失。另外，获得预装轮毂高度的风 速是风资源评估的前提条件，而实际测风仪器高度很难满足要求。因此，本文针 对提高风资源评估精度及风电机组布局优化等问题展开深入研究。 关键词：风电场风资源评估；风电机组；布局优化 引言 随着全球经济的迅速发展，人类对能源的产量和质量的要求越来越高。煤炭、石油、天然气属于不可再生能源，储量有限，人类终将面临能源短缺的问题，另 一方面，化石能源的过度利用对生态环境造成严重破坏和污染，对人类的生产和 生活构成严重威胁。针对能源短缺和环境威胁的问题，人类开始大力开发和利用 清洁环保的新能源，如：太阳能、风能、水能、生物质能和地热能等。其中，风 能具有清洁可再生、分布广、风资源储量丰富等优点，因此对风能进行合理的开 发和利用有利于缓解能源短缺的压力和带来的环境污染问题。 1、风电场风电机组优化布局理论基础 风电场机组布局优化研宄现状风电场机组布局优化对风电场发电能力及经济 效益起着决定性作用，因此国内外学者对其进行了大量的研究?例如，M〇Setti 学者采用化11此11尾流模型进行风电场尾流风速预测，考虑风电场的投资成本 及发电量，利用遗传算法对风电场进行优化布局，这也是首次有学者将遗传算法 运用于风电场的优化布局?Grady学者在Mosetti学者的研究基处上，采用改进遗 传算法进行风电场优化布局研宄，获得了比Mosetti更好的优化结果?RiqUelme学者则以风电场的投资成本最小为最优目标函数，采用可变长度遗传算法对风电场 机组的布局进行优化研究?Kusiakt%以不同的风向及风速为输入风况，考虑风电场 采用不同型号的风电机组?尾流模型和机组运行维修费用对风电场布局优化进行 了详细的研究?Wan学者采用实数编码遗传算法以及粒子群优化算法针对风电场 机组的优化布局进行研究?Chowdhury者采用Frandsen尾流模型进行风电场的布 局研究，考虑了风电机组叶轮直径?风电场风电机组安装台数?风电场机组型号? 风电场占地面积对风电场布局的影响?Man'a Isabel Blanc〇t64]学者以欧洲某风电 场为研究对象，建模计算了风电场的投资成本，对风电场的经济效益进行了分析，对比了海上和陆地上的风电场不同的投资差异和经济效益?ElkintontM等通过调试 整个风电场的成本函数模型，使其包含投资成本、运行成本、运维成本等，并测 试了各种不同的优化算法在求解风电场优化问题时的收敛速度和计算精度[1]。 2、考虑尾流效应的风电场风电机组布局优化分析 2.1、尾流效应原理 风从上游风电机组吹向下游风电机组时，上游风电机组会吸收一部分能量用 来发电，根据能量守恒定理，风吹过风电机组后的能量比之前减少了。风不停地吹，上游风电机组就会不停地对下游风电机组造成影响，即尾流效应[58]。尾流 效应会使风速下降、湍流增加，导致风功率下降，发电量减少同时威胁着风电机 组的安全运行[2]。图1为由 Vattenfall 公司提供的海上风电场风电机组的尾流所 形成的云雾，图片相当震撼。与上游来风相比较，风电机组下游风的能量损失可 能高达20%~30%。因此，在进行风电机组布局优化时，风电场的尾流效应是必须 要考虑的因素之一，这将是风电场经济收益达到最佳的关键。
关于风电场风机排布距离和列阵方式及海上风电场的模型
关于风电场风机排布距离和列阵方式 及海上风电场的模型 摘要：随着能源需求增长与化石燃料资源日趋枯竭的矛盾日益突出，洁净的可再生能源越来越受到人们的欢迎和重视，风力发电是新能源中最具有经济发展前景的一种发电形式。目前，在进行风电场风机优化布置模拟计算时，均忽略了风轮的湍流影响，而采用简化风机尾流线性扩模型，即尾流影响边界随距离线性增大模型。此外，多数风机尾流模型未考虑风经过风机后的尾流影响区域直径的突然扩大，而一些考虑了该因素的尾流风速预测解析计算公式，则不能满足上游风机后风速与尾流影响区域边界的连续性。为此，本文推导了一种新的简化风机尾流模型。研究风电机组尾流效应对风电场输出功率的影响，建立比较全面的风电场输出功率和风速的关系模型，为研究风电场运行优化排布和规划方面的有关问题奠定了基础。 针对问题1，本文考虑尾流效应对风电场组的影响，同时考虑了尾流边界效应模型，确定了速度与功率关系式，从到而确定风电场之间的最佳距离，提出一个完整的模型。 针对问题2，在上述模型的基础上，进一步考虑了风向、风速、迎风角等因素对风电场组效率的影响，经过对数据的处理，我们可以得知有关速度的概率分布f(V), 建立速度分布函数；逐渐增加了模型的复杂性，对风电场的模拟更接近现实情况，因此模型模拟得到的结果与问题1 相比，结论更灵活易行。 针对问题3，从海上风能资源的分析到建风电场的优势分析，结合海上风电机组的结构形式，分析了不同构建方式的特点并作了相应的比较，最终提出了适合我国东南沿海建立海上风电场的风机布置方式。
关键词： 尾流效应、风电、功率特性、水平轴风电场组、 一、问题重述： 目前我国的风电总装机容量已经达到了世界第一，但我国风电发展的成熟度仍未达到世界前列水平。按照人均计算的风电装机容量，我国的世界排名为34,为46W人，而同为总装机容量世界前列的美国、德国和西班牙，这一数据分别为149.8W/人、356.9W/人和463.5W/ 人；根据陆地面积计算，中国排名为第25位（6.5kW/平方千米）。 问题一：如今风电场的经济损失主要集中在下游风力机在上游风力机尾流中受到干扰,损失接收功率。下游风力机的发电功率（P2）与上游风力机的发电功率（P1）的比值随两台风力机之间距离D的变化。请查找区域典型数据,求得风力机最佳间距（附表1 省13 个气象站点80m高风速测定单位m/s ）。 问题二：请以根据风向、风速、迎风角、间距、转向等信息,调整风力机以减少风机涡动能所带来的能量损失, 并设计一种最新的陆地风机列阵方式。 问题三：相较陆地,海洋上拥有更多的风能资源,但其建造风机场难度更大。请结合海洋风能数据，探讨海上风机场的构建方式。 二、问题分析： 在风电场的模型结构中，有一下两个主要的难点：1、处理数据，准确描述风电场系统；2、在多个目标中选择合适的判断依据。因此，如何处理大量数据建立风电场系统，以及如何在多目标条件下确定最优化的判断标准，就是我们首先要解决的问题。
风电工程“优化设计、提高效率”的若干措施
中国**集团公司风电工程 优化设计、提高效率的若干措施 2012年，集团公司集中组织开展了优化设计、提高效率、降低造价专项活动。在活动中突出造价管理，完善制度标准和措施，建立完善的造价指标对标体系，工程造价得到有效控制，降低造价工作取得了显著的成绩。2013年集团公司将继续集中组织深入开展优化设计专项活动，并在活动中突出提高效率管理工作。 提高效率是一项复杂的系统工程，涉及到设计、设备采购、加工制造、安装调试、建设管理、生产运营等各方面。为进一步加强工程优化管理，建立完成统一的优化设计管理体系，推动优化设计制度化、标准化、程序化、常态化，提升工程管理的整体水平，实现项目全生命周期效益最大化，依据国家、行业和集团公司的有关规定，结合风电项目管理实际，提出了优化设计、提高效率的若干措施。 1、基本要求和原则 1. 风电项目管理工作应坚持价值思维和效益导向，强化前期、设计、招标采购、施工、调试、总结等各个阶段的策划和过程控制，重视设计优化，突出提高效率，建设造价低、工期短、质量优、效益好的精品工程。 2. 优化设计应遵循技术先进、经济合理、安全可靠、节约资源、节能减排、保护环境，全生命周期效益最大化原则。 3.各风电建设项目，应结合工程建设实际、针对工程特点，制定明确的优化设计目标和切实可行的实施细则，主要技术经济指标争取达到国内同时期、同类型机组先进水平。 4.优化设计、提高效率，要做到全覆盖、全过程、全方位、全员参与的四全管理，把集团公司优化设计、提高效率的各项技术措施、管理措施落实在工程建设的各阶段、各系统、各岗位工作中。 5.保证设备选型、系统布置的先进性，突出厂用电率、风功率曲线考核值等影响项目效益的技术经济指标。新建机组无缺陷移交生产，实现机组即投产、即稳定、即盈利、即达设计值的四即目标。
风电场工作总结
工作总结 某某风电场地处省某某市经济开发区，风电场共分两期，一、二期共安装99台某风机，一期工程在2011年10月并网发电，二期工程在2012年11月23日并网发电。2013年风电场在上级公司领导的正确引导下，坚持以安全生产为前提，以经济效益为中心，认真扎实开展各项工作，取得了一些成效，现将2013年主要工作汇报如下： 一、2013年主要工作完成情况 （一）安全生产 继续完善风电场安全管理网络，安全指标层层分解，安全责任得到有效落实。风电场自场长到值长再到运维员工逐级签订了《安全生产目标责任书》，每月召开安全例会对前一阶段的安全情况进行总结，并举办一到两次安全日活动，切实增强员工的安全责任意识；定期开展应急演练和反事故演习，不断提高员工的应急处理能力。认真贯彻落实上级有关安全生产的文件、会议精神，加大安全检查力度和问题整改力度，积极配合上级公司开展的安全检查活动，对查出的各类问题积极落实整改，跟踪闭环。 先后组织开展了风电场“全场停电应急预案”演练、“全
场消防应急及逃生”等各项应急演练，根据上级公司指示开展“风 电场春季、秋冬季安全检查”等一系列专项安全检查活动。定期组织学习各类安全事故，每月开展《安规》培训及考试；组织风电场开展月度、季度“生产安全事故隐患”排查活动，并结合各类专项安全检查，做到不走过场，不留死角，不放过任何隐患和问题，认真解决安全生产各项工作存在的突出问题和薄弱环节，主动解决问题和隐患。 （二）生产指标完成情况 1. 某某风电场2013 年生产指标完成情况如下： 发电量：万、上网电量：万、可利用小时为小时，位居全省前列，风机可利用率，综合场用电率，2013 年弃风电量万。 （三）生产管理情况 1、为了应对发电量任务很重的严峻形势，风电场专门召开了“优化运行抢发电”专题会，认真分析了目前风电场存在的一些问题和优化空间，同时也借鉴了其他风电场一些好的经验，制定了风机功率曲线优化、风功率预测系统优化、策略优化等多项技改方案，尤其在风机负荷性能优化方面取得了明显成效，为公司创造更多效益。
风电场工程施工总布置
风电场工程施工总布置 1布置原则 我公司根据多年来在xxx进行山区风电场工程总承包积累的经验及教训，结合本工程的规模、特点、施工环境及施工条件，拟定本工程的施工总布置原则为： 1、所有的临建设施、施工辅企及施工道路布置均按招标文件要求及发包人提供的各种条件在指定的施工场地进行规划布置。 2、按国家有关规定和招标文件的要求，所有的生活、生产等设施布置要体现安全生产、文明施工的需求。 3、各施工场地及营地均按有关要求配置足够可靠的环保设施及消防设施，避免施工对公众利益的损害，并考虑为他人提供方便。 2办公及生活区临建布置 2.1总承包项目生活区布置 EPC项目主管营区布置在盘县红果镇亦资孔上街村，租赁楼房一栋（三层），单层建筑面积为109m2，总租赁面积为328m2，第一层为会议室及食堂，第二层为职工宿舍，三楼为办公区，三层结构形式一样。 2.2主要施工队伍临建布置 1、道路及风机基础施工临建 场内道路、吊装平台、风机及箱变基础工程项目新建生活营区，位于升压站以西北1km方向，建设砖瓦房150m2，彩钢板房450m2，钢筋加工场及堆放场120m2，小型车辆停放场地100m2，生活区可容纳180人住宿生活娱乐。 2、升压站施工临建 位于升压站西北方向300m，临时租赁平房280m2，主要提供升压站土建施工职工及管理人员住宿生活娱乐，可容纳70人。 3、根据施工进展情况需要将风机及箱变基础钢筋加工任务布置到各个吊装平台，解决二次倒运、加工、运输、安装一体化。 3施工供电 场内道路供电系统主要采用生活区附近的采石场进行接引，作为生活区临时供电系统，同时在生活区配置120kw柴油发电机一台做备用电源。接引的施工
风电场优化运行,提升发电能力
论如何优化风电场运行，提升发电能力 （新疆达坂城风电公司--刘威） 摘要 本文通过对风电行业现状进行分析，从优化AGC功能，调整风机运行方式，强化设备故障管控三个方面为风电场提供了一套优化运行方案，从而提升风电场发电能力。 关键词：风电弃风限电AGC风机负荷性能负荷拐点故障 引言： 我国风电产业从无到有、由小到大，只用了不到10年时间，于2010年超越美国，成为全球风电装机规模最大的国家并延续至今，但其爆发式的发展带来的电能消纳不足、送出受限、设备运行水平较差、故障频次较高等问题也非常突出，而“三北”地区的弃风限电情况尤为严峻。在此背景下，如何优化风电场运行，最大限度提升发电能力就显得非常重要。本人完整参过风电场从基建到投产，以及风电场运行管理的全部过程，结合自身的工作经历，同时借鉴了其他风电企业优秀的管理方法，通过探索尝试，总结出了一套如何优化风电场运行，提升发能力的方法，并取得了一定成效。
目录 一、风力发电现状分析 (3) 1.弃风限电形势 (3) 2.风电场自身运维管理情况 (3) 二、存在问题及解决思路 (4) 1.弃风限电分析 (4) 2.风电场运维管理分析 (4) 三、优化方案 (6) 1.AGC实时负荷接入点改造 (6) 2.优化调整AGC指令上下限 (7) 3.提高风电场理论出力，避免AGC指令受限 (8) 4.风机切入、切除风速优化调整 (9) 5.优化风机解缆规则 (10) 6.提高风机偏航对风精度 (10) 7.优化风机负荷性能 (11) 8.加强风机故障管控 (16) 四、结论 (18) 五、参考文献 (18)
一、风力发电现状分析 1.弃风限电形势 大规模风电的消纳一直都是世界性难题，我国在这方面的问题更加突出。一方面，我国风资源集中、规模大，远离负荷中心，资源地市场规模小、难以就地消纳，而国外风资源相对分散，80%以上的风电接到10kV以下配电系统，就地消纳能力强；另一方面，风电本身具有波动性和间歇性等特点，机组并网需要配套建设调峰电源，而我国风电集中的“三北”（西北、华北、东北）地区，电源结构单一，没有足够的调峰能力，此外，自身消纳能力和跨区输电能力不足也是一个重要的制约因素。“三北”地区目前依然是弃风重灾区，而这些地区的配套电网规划建设速度滞后于风电项目并网运行的需求，电力外送消纳受限，投资建设的风电项目将因弃风限电面临巨大风险。如何有效解决当前的风电消纳形势，是国家和各个风电企业共同关注和探索的重心。 2.风电场自身运维管理情况 我国风力发电是在一个较短的时间内爆发式发展起来的，大量的风机在短时间内投入运行，无论是管理经验还是技术积累都存在很多的问题，国家暂时没有正式出台一个风电企业的管理标准，这就造成各个风电场管理方式“五花八门”，各种标准也各不相同。通过调查，某集团公司在同一地区不同风电场所采用的管理方式都存在非常大的差异性，造成的管理效果也良莠不齐。随着我国风电装机数量的增加，对风电场运维的需求也越来越大，工作也越来越复杂，特别是我
风电场总体布置
题目：风电场总体布置 及近区供电方案设计与分析
风电场总体布置及近区供电方案设计与分析 1 风电场总体布置 1.1风力发电机组的布置 根据风向和风能玫瑰图，使风机间距满足发电量较大，尾流影响较小的原则。风电机的布置应根据地形条件，充分利用风电场的土地和地形，恰当选择机组之间的行距和列距，尽量减少尾流影响，并结合当地的交通运输和安装条件选择几位。考虑风电场的送变电方案力求输电线路长度较短，运输和安装方便。不宜过分分散，便于管理，节约土地，充分利用风力资源。所以将81台风力发电机8行10列，其中一列9太风力发电机。行距为8-10D，列距为8-10D。 图 1 机位布置图 1.2场区建筑物布置 1.2.1 土建筑建筑物面积550.50m2为一层砖混结构，建筑平面呈矩形布置，由主控制室、继电保护室、蓄电池室、所用电室、办公室、会议室等组成。 1.2.2 生活建筑面积856.00m2为二层砖混结构，建筑物平面呈矩形布置，由休息室、餐厅、电锅炉房、仓库等组成。 1.2.3 35kV配电装置室建筑面积213.00m2，为一层砖混结构，建筑物平面呈一字形布置。
图2 厂区建筑物布置 1.3中央监控室设计 中央控制室应该位于安全区域内，选择在接近现场和方便操作的位置。这里安全区域是指除易燃、易爆、有毒、腐蚀环境以外的区域。对易燃、易爆、有毒和腐蚀行介质的生产装置，中央控制室应位于其上风向或全年风频最小的一侧。 中央控制室的布局，操作室与机柜室、计算机室、工程师站室相邻设置，并且有门直接相通；机柜室、计算机室、工程师站室与辅助用房毗邻时不得有门相通；UPS电源室单独设置，且与机柜室相邻；单独设计的空调机室不与操作室、机柜室直接相通，且要做好隔音减振措施。