风能论文：风电场风能资源与发电量设计后评估探究
2022-06-09
摘要：风电场运营是否良好的重要指标是风力发电机组的发电量。由于风能资源的多少在很大程度上决定了发电量的高低，对风电场项目后评价主要集中在发电指标的评价上。文章参照风电场的实际运营数据，针对可能涉及的各方面影响提出改善建议与方案，使实际情况更接近理想状态，为风电场设计的长远发展做出充分的经验累积。
关键词：发电量；测风塔；弃风；风电场；项目后评价；风能资源 文献标识码：A
中图分类号：TM614 文章编号：1009-2374（2015）32-0010-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.006
基本建设程序中一个尤为重要的阶段是对建设项目进行建设项目后评估，这一活动最早的起源是在20世纪30年代的美国。从2005年开始直到今天，中国风电装机容量正以一个稳定而又持续的速度在不断增长。该项目在目前已经取得某些研究成果，并应用在风电场项目建成后的评估中。层次分析法应用于风电场运营经济性的评定测估中。
对于风电场来说，一切技术手段都是为了能通过更好、更有效的方法来提高投资效益。在这个宗旨的指导下，需要对项目决策时与落成后的各项指标的细微差异进行原因分析，经验总结并据此提出相应的改进等多方面努力。而为了达到对发电厂发电量指标的评估目的，则需要致力于发电场内外因素的发现，风力发电组的发电量指标作为风电场运营后评价的一个重要指标必须通过严格的分析与设计值比对提出高效建议，来达到提高效率减少偏差的目的。
1 评估方法
对风电场预期目标与实际产生的效果进行对比的一种分析方法叫做风电场发电量后评估。通过前后数据的分析与比对，对该风电场的年发电量运行效率进行评估考核。通过多风电场的预测评估阶段所预测的风能资源和风电场发电机的年发电总量与风电场建成投入实际生产后产生的实际情况进行分析比较，从中找出存在差别及产生偏差的可能原因，为风电场以后的发展设计提供更加完善准确可靠的思路和方法。对设计值是保守还是偏大进行理论的分析研究及改进，最大幅度地提高对风能资源的分析能力以及对风电机组的选型原则，对风能资源进行充分的利用，从而使得风电场的发电量大幅提高。
2 评估步骤
对发电厂的风电项目的发电量后有以下六个基本步骤：（1）最基础的是收集与分析电场内测风塔的测风数据，并整理风电场每台风电机的运行数据；（2）按照代表年来订正并对实际发电量进行整理排序，由风能资源代表年的数据来判断实际年份中的情况，对比设计过程与实际运行过程中的各项参数；（3）对项目实施前后所产生的各种偏差与差异进行合理的分析研究；（4）针对所存的项目问题提出相应的改善建议；（5）对整个项目中存在的缺点及弊端进行修缮，以达到在已有情况下进一步提高风电场总体的发电效率及提高总发电量的目的；（6）具体可以通过以下方面来改善发电量的代表年订正方法，例如在实际运行年并不是水平年的情况下需要根据等比例计算发的电量并推算至代表年后再进行数据比对；在这之前关键是做到对其是否是水平年进行准确判断，这要根据实际运行年份的气象站同期数据或现场测风塔实测数据才能进行最符合实际的判断。在判断结果为水平年的条件下，则可以直接将可研阶段测算出的上网发电量与实际运行后的发电量进行比较与分析。
3 偏差分析
在可研阶段的风资源及发电量均进行了合理的发电量设计的情况下，仍然与实际预期结果产生了偏差的情况下，则需要对整个系统进行偏差可能存在原因的分析。这一步是为了风电场长远发展做好经验积累工作。
3.1 机型
业主所使用的风力发电机组机型若与在可研阶段所提出的系统推荐机型并不相符，那么考虑到各类机型功率曲线并不尽相同的问题，对发电量会造成不可避免的直接影响。
3.2 停机
各类可能直接或间接导致风力发电厂风力发电机组造成停机问题，例如特殊气象条件、不可抗力甚至合理的例行维护、操作停机等都会对发电量产生不可消除的直接影响。
3.3 测风塔
由于从可研阶段至实际运行阶段最少需要经过1～3年的时间，在这段时间内所产生的仪器问题无法立刻发现及解决，这使得在可研阶段使用的测风塔所产生的代表性不足，测风时段出入，校准产生人为失误及测风仪器的部分老化等因素在这段时期能持续对测风量精度造成严重影响，从而对发电量造成严重影响。
3.4 弃风
电网建设的相对滞后对目前三北地区产生了较为严重的风力发电厂限负荷现象，而其产生对于发电量产生了直接影响。
3.5 折减系数的选取
为了做好本地区长远发展上的设计考量工作，对折减系数进行选取分析、调整等工作必不可少，由于每台风机理论发电量在可研阶段通过软件预估完成，因此折减系数在经各项折减并得上网发电量数值后，其选取都对上网发电量数值造成了极大的影响。
3.6 软件计算准确性
行业内较为普遍的发电量计算软件使用原则是利用WT对复杂地形进行计算，而较为平坦的地形则通过WAsP来进行计算。
3.7 风机布点
微观选址是实际运行阶段的风机布点的基本阶段，考虑到每台风机的实际情况与现场情况得到最符合实际的风机布点方案，而适当的手调以及对河流村庄的相同考虑等也必不可少。每个机位都必须进行严格的实地考察发电量工作，因为可研阶段与实际运行阶段存在时间的先后顺序，故导致了风机布点的失误所存的严重的问题，因而必须综合多方面原因做出最合理的计划方案。
4 结语
对风电场发电量进行后评估要使用代表年分析来进行订整的方法，将发电厂运行期间所得的实际发电量与在可研阶段进行的预估进行严谨的对比及合理分析总结，对于产生的差异进行重点研究，尽量注意可能产生差异的细节问题，对差异的产生进行科学合理的深入思考，整理并调节使其有效减少，使通过调整后的发电量能够与实际发电量更为贴近，为科研设计人员提供有效的参考使其提升设计水平的同时，也为本区长远方向上的风电场发展提供了高效可参考的指导意见及合理发展方向。因此对不同地区不同的发展项目进行相应后评估需要合理地通过对当地实际情况的相应数据真实采集，以此来达到改善各项折减系数的目的。在以后的发展中使科研设计人员和后评估人员获得多个地区不同项目的各类参考信息。
参考文献
[1] 张礼安，李华启，李刚，等.建设项目后评价方法和程序[J].经济评价，2005，13（11）.
[2] 沈又幸，范艳霞，谢传胜.基于FAHP法的风电项目后评估研究[J].电力需求侧管理，2008，10（6）.
[3] 吕太，张连升，李琢，等.层次分析法在风电场运行经济性评价中的应用[J].中国电力，2006，39（6）.
[4] 申洪，王伟胜.一种评价风电场运行情况的新方法
[J].中国电机工程学报，2003，23（9）.
[5] 杨永红，李献东.风电项目后评价理论方法探讨[J].华北电力大学学报（社会科学版），2008，（3）.
[6] 李俊峰.中国可再生能源技术评价[M].北京：中国环境科学出版社，1999.
[7] 彭怀午，王晓林.风电场设计后评估活动的探讨[J].可再生能源，2009，27（4）.
[8] 彭怀午，冯长青，刘方锐.内蒙古某风电场设计后评价[J].电网与清洁能源，2009，25（11）.
关键词：发电量；测风塔；弃风；风电场；项目后评价；风能资源 文献标识码：A
中图分类号：TM614 文章编号：1009-2374（2015）32-0010-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.006
基本建设程序中一个尤为重要的阶段是对建设项目进行建设项目后评估，这一活动最早的起源是在20世纪30年代的美国。从2005年开始直到今天，中国风电装机容量正以一个稳定而又持续的速度在不断增长。该项目在目前已经取得某些研究成果，并应用在风电场项目建成后的评估中。层次分析法应用于风电场运营经济性的评定测估中。
对于风电场来说，一切技术手段都是为了能通过更好、更有效的方法来提高投资效益。在这个宗旨的指导下，需要对项目决策时与落成后的各项指标的细微差异进行原因分析，经验总结并据此提出相应的改进等多方面努力。而为了达到对发电厂发电量指标的评估目的，则需要致力于发电场内外因素的发现，风力发电组的发电量指标作为风电场运营后评价的一个重要指标必须通过严格的分析与设计值比对提出高效建议，来达到提高效率减少偏差的目的。
1 评估方法
对风电场预期目标与实际产生的效果进行对比的一种分析方法叫做风电场发电量后评估。通过前后数据的分析与比对，对该风电场的年发电量运行效率进行评估考核。通过多风电场的预测评估阶段所预测的风能资源和风电场发电机的年发电总量与风电场建成投入实际生产后产生的实际情况进行分析比较，从中找出存在差别及产生偏差的可能原因，为风电场以后的发展设计提供更加完善准确可靠的思路和方法。对设计值是保守还是偏大进行理论的分析研究及改进，最大幅度地提高对风能资源的分析能力以及对风电机组的选型原则，对风能资源进行充分的利用，从而使得风电场的发电量大幅提高。
2 评估步骤
对发电厂的风电项目的发电量后有以下六个基本步骤：（1）最基础的是收集与分析电场内测风塔的测风数据，并整理风电场每台风电机的运行数据；（2）按照代表年来订正并对实际发电量进行整理排序，由风能资源代表年的数据来判断实际年份中的情况，对比设计过程与实际运行过程中的各项参数；（3）对项目实施前后所产生的各种偏差与差异进行合理的分析研究；（4）针对所存的项目问题提出相应的改善建议；（5）对整个项目中存在的缺点及弊端进行修缮，以达到在已有情况下进一步提高风电场总体的发电效率及提高总发电量的目的；（6）具体可以通过以下方面来改善发电量的代表年订正方法，例如在实际运行年并不是水平年的情况下需要根据等比例计算发的电量并推算至代表年后再进行数据比对；在这之前关键是做到对其是否是水平年进行准确判断，这要根据实际运行年份的气象站同期数据或现场测风塔实测数据才能进行最符合实际的判断。在判断结果为水平年的条件下，则可以直接将可研阶段测算出的上网发电量与实际运行后的发电量进行比较与分析。
3 偏差分析
在可研阶段的风资源及发电量均进行了合理的发电量设计的情况下，仍然与实际预期结果产生了偏差的情况下，则需要对整个系统进行偏差可能存在原因的分析。这一步是为了风电场长远发展做好经验积累工作。
3.1 机型
业主所使用的风力发电机组机型若与在可研阶段所提出的系统推荐机型并不相符，那么考虑到各类机型功率曲线并不尽相同的问题，对发电量会造成不可避免的直接影响。
3.2 停机
各类可能直接或间接导致风力发电厂风力发电机组造成停机问题，例如特殊气象条件、不可抗力甚至合理的例行维护、操作停机等都会对发电量产生不可消除的直接影响。
3.3 测风塔
由于从可研阶段至实际运行阶段最少需要经过1～3年的时间，在这段时间内所产生的仪器问题无法立刻发现及解决，这使得在可研阶段使用的测风塔所产生的代表性不足，测风时段出入，校准产生人为失误及测风仪器的部分老化等因素在这段时期能持续对测风量精度造成严重影响，从而对发电量造成严重影响。
3.4 弃风
电网建设的相对滞后对目前三北地区产生了较为严重的风力发电厂限负荷现象，而其产生对于发电量产生了直接影响。
3.5 折减系数的选取
为了做好本地区长远发展上的设计考量工作，对折减系数进行选取分析、调整等工作必不可少，由于每台风机理论发电量在可研阶段通过软件预估完成，因此折减系数在经各项折减并得上网发电量数值后，其选取都对上网发电量数值造成了极大的影响。
3.6 软件计算准确性
行业内较为普遍的发电量计算软件使用原则是利用WT对复杂地形进行计算，而较为平坦的地形则通过WAsP来进行计算。
3.7 风机布点
微观选址是实际运行阶段的风机布点的基本阶段，考虑到每台风机的实际情况与现场情况得到最符合实际的风机布点方案，而适当的手调以及对河流村庄的相同考虑等也必不可少。每个机位都必须进行严格的实地考察发电量工作，因为可研阶段与实际运行阶段存在时间的先后顺序，故导致了风机布点的失误所存的严重的问题，因而必须综合多方面原因做出最合理的计划方案。
4 结语
对风电场发电量进行后评估要使用代表年分析来进行订整的方法，将发电厂运行期间所得的实际发电量与在可研阶段进行的预估进行严谨的对比及合理分析总结，对于产生的差异进行重点研究，尽量注意可能产生差异的细节问题，对差异的产生进行科学合理的深入思考，整理并调节使其有效减少，使通过调整后的发电量能够与实际发电量更为贴近，为科研设计人员提供有效的参考使其提升设计水平的同时，也为本区长远方向上的风电场发展提供了高效可参考的指导意见及合理发展方向。因此对不同地区不同的发展项目进行相应后评估需要合理地通过对当地实际情况的相应数据真实采集，以此来达到改善各项折减系数的目的。在以后的发展中使科研设计人员和后评估人员获得多个地区不同项目的各类参考信息。
参考文献
[1] 张礼安，李华启，李刚，等.建设项目后评价方法和程序[J].经济评价，2005，13（11）.
[2] 沈又幸，范艳霞，谢传胜.基于FAHP法的风电项目后评估研究[J].电力需求侧管理，2008，10（6）.
[3] 吕太，张连升，李琢，等.层次分析法在风电场运行经济性评价中的应用[J].中国电力，2006，39（6）.
[4] 申洪，王伟胜.一种评价风电场运行情况的新方法
[J].中国电机工程学报，2003，23（9）.
[5] 杨永红，李献东.风电项目后评价理论方法探讨[J].华北电力大学学报（社会科学版），2008，（3）.
[6] 李俊峰.中国可再生能源技术评价[M].北京：中国环境科学出版社，1999.
[7] 彭怀午，王晓林.风电场设计后评估活动的探讨[J].可再生能源，2009，27（4）.
[8] 彭怀午，冯长青，刘方锐.内蒙古某风电场设计后评价[J].电网与清洁能源，2009，25（11）.