风力发电机组选型布置及风电场发电量估算切吉二期文档格式.docx

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台数

台

33

24

3

轮毂高度

m

70

69

80

4

叶片直径

88

87

93

105

5

总装机容量

MW

49.5

48

6

理论发电量

万kW·

h

14249.8

14151.6

14070.8

12887.7

12909.1

7

年上网电量

9063.7

8978.5

8956.7

8237.0

8844.4

8

年等效满负荷小时数

1831

1814

1809

1716

1843

9

工程静态投资

万元

39231.81

40102.05

40135.12

38155.57

38317.51

10

工程动态投资

40189.24

41080.72

41114.60

39086.73

39252.62

11

主机综合（含运费）

元/kW

4730

4800

4750

4690

12

单位千瓦投资（静态）

7925.62

8101.42

8108.10

7949.08

7982.81

13

单位千瓦投资（动态）

8119.04

8299.14

8305.98

8143.07

8177.63

14

单位电度静态投资

元/kW·

4.329

4.466

4.482

4.632

4.331

15

排序

从表7.1可知，不同机型发电量差别相对较大，风电场年等效满负荷小时数从1716h到1843h不等。

从表7.1中可知，方案5（W105-2000kW）单位电度静态投资较低，且市场占有率较高，因此本次设计以方案5（W105-2000kW）为推荐方案，即以24台上汽W105-2000kW机型为设计依据。

7.1.3风力发电机组的技术指标比较

推荐方案主要技术参数见表7.2，各比选风力发电机功率参数、推力系数参数见表7.3，各比选风力发电机功率曲线、推力系数曲线见图7.2～图7.3。

表7.2推荐方案风机的主要技术参数表

上汽

项目机型

W105/2000

1.转轮

直径（m）

扫风面积（m2）

8655

风轮转速（r.p.m）

对风方向

上风向

叶片数

功率调节方式

变桨距

切入风速（m/s）

切出风速（m/s）

20

额定风速（m/s）

极限风速（m/s）

52.5

2.发电机

类型

双馈异步发电机

额定功率（kW）

2081

输出电压（V）

690

转速范围

983～1983

额定转速（r.p.m）

1812

功率因素

0.95（感性）～0.95（容性）

防护等级

≥IP54

绝缘等级

F

表7.3比选风力发电机功率曲线及推力系数曲线表（密度0.885kg/m3）

WT88-1500kW

GW87-1500kW

FD93E-1500kW

XE93-2000kW

W105-2000kW

风速[m/s]

功率[kW]

推力

系数

3.5

37

0.9903

19

1.05563

25.1429

0.884902

9.7

0.966

67

0.9038

72

0.83854

17

0.9249

46.5765

0.808541

30.9

0.917

4.5

0.8336

148

0.80545

46

0.848

85.2522

0.738037

84.5

0.876

149

0.772

262

0.80542

84

0.7774

125.082

0.732175

134.7

0.815

5.5

201

0.763

421

0.80538

127

0.7419

170.758

0.732444

193.3

0.777

264

0.7636

633

0.80539

181

0.7475

227.504

0.732481

264.2

6.5

339

0.7642

898

0.76297

245

0.7505

300.515

0.73247

351.3

426

0.7646

1176

0.68477

322

0.7534

382.427

0.73262

453.2

7.5

526

0.7651

1457

0.61323

414

0.756

476.305

0.732534

573.4

635

0.7635

0.42872

520

0.7578

585.294

0.732588

711.6

8.5

754

0.7377

0.32278

644

0.7589

710.106

0.732399

876.3

883

0.7033

0.25273

779

0.7474

852.32

0.732567

1054.1

9.5

1015

0.6706

0.20323

920

0.7133

1013

0.732614

1249

0.747

1151

0.6387

16

0.16681

1071

0.6818

1176.51

0.732594

1450.4

0.713

10.5

1288

0.607

0.13902

1220

0.6465

1367.27

0.732601

1645

0.68

1423

0.5752

18

0.11745

1359

0.6084

1571.76

0.732619

1785

0.647

11.5

1544

0.5425

0.10041

1483

0.5695

1779.16

0.71036

1874

0.59

0.4437

0.08678

0.481

1939.03

0.685754

1935

0.479

12.5

0.3818

21

0.07565

0.4066

2004.94

0.600539

1971

0.409

0.3331

22

0.06651

0.3512

2010

0.498398

1990

0.355

13.5

0.2932

0.3068

0.428833

0.31

0.2603

0.2709

0.330372

0.276

14.5

0.2327

0.241

0.263602

0.245

0.2093

0.2158

0.214897

0.218

15.5

0.1891

0.1943

0.178375

0.196

0.1716

0.1757

0.150278

0.179

16.5

0.1564

0.1597

0.128139

0.163

0.143

0.1456

0.110474

0.149

17.5

0.1312

0.1333

0.096136

0.135

0.1208

0.1225

0.084361

0.125

18.5

0.1115

0.1129

23

0.07457

0.116

0.1032

0.1044

0.066361

0.107

19.5

0.0958

0.0968

25

0.059414

0.099

0.0892

0.0899

0.093

20.5

0.0831

0.0838

0.086

0.0776

0.0783

21.5

0.0727

0.0732

0.0682

0.0687

22.5

0.0641

0.0645

0.0604

0.0607

23.5

0.0569

0.0572

0.0538

0.054

24.5

0.0508

0.0511

0.0482

0.0484

0.0368

0.0459

图7.2初选风力发电机功率曲线（密度0.885kg/m3）

图7.3初选风力发电机推力系数曲线（密度0.885kg/m3）

7.2风电场总体布置

7.2.1风电机组布置原则

（1）根据本风场风向和风能特点，使每台风机垂直于主风能方向布置，以便使风能利用率达到最大；

（2）充分利用风电场的土地和地形，经多方案详细比较，恰当选择机组之间的行距和列距，使风机间距满足发电量较大，尾流影响较小；

（3）充分考虑风电场的送变电方案、运输和安装条件，力求使架空线路长度最短，修建道路投资最少，同时要满足运输和安装方便条件；

（4）不宜过分分散，以便于管理，节省土地，充分利用风力资源。

7.2.2风电机组布置

风电场场址为戈壁荒滩，地势平坦，主风向和最大风能密度的方向基本一致，盛行风向稳定，所以风机排列方式采用风力发电机组群排列方向与盛行风向垂直，前后两排错位，后排风机位于前排2台风机之间，呈梅花型布置。

根据切吉风电场一期工程设计经验，本风电场常年风向和主风能方向为西（W）风。

切吉二期风电场采用垂直于西风、5D（南北间距）×

9D（东西间距）布置方案。

具体机位可根据实际地形进一步优化。

推荐方案上汽W105-2000机型叶片长度为105m，风机南北间距525m，东西间距945m。

7.3风电场年上网电量估算

（1）理论年发电量计算

根据0622#测风塔完整两年风速资料、风机布置方案及1:

50000地形图，采用各机型当地空气密度为0.885kg/m3的功率曲线和推力系数曲线，利用WASP9.0软件进行发电量计算，得到风机的理论年发电量和风机尾流干扰后的年发电量。

（2）风电机组利用率

根据目前不同风电机组的制造水平和本风电场的实际条件，本次设计风机可利用率采用95%。

（3）风电机组功率曲线保证率

本次在计算发电量时采用当地空气密度0.885kg/m3下风电机组功率曲线。

本风电场为高原型风电场，本次功率曲线的保证率取94%。

（4）控制与湍流影响折减

当风向发生转变时，风机的叶片与机舱也逐渐随着转变，但实际运行中的发电机组控制总是落后于风的变化，因此在计算电量时要考虑此项折减。

本风电场湍流强度值小于0.12，湍流强度较小。

本风场此两项折减系数取4%。

（5）叶片污染折减

叶片表层污染使叶片表面粗糙度提高，翼型的气动特性下降。

考虑本风场风沙较大，叶片污染折减系数取1%。

（6）气候影响停机

因此根据本风场的气候特性，参考其他工程取气候影响停机折减系数取3%。

（7）场用电、线损及电网波动等能量损耗

初步估算场用电和输电线路、箱式变电站损耗和电网波动占总发电量的5%。

（8）其它因素影响

考虑风电场运行中遇到一些其它的影响因素，暂按2%考虑。

经过以上综合修正后，切吉风电场二期初选风力发电机的年上网电量及年利用小时数成果见表7.4。

表7.4初选机型发电量计算比较表

机型

单机容量（kW）

本期工程机组台数（台）

轮毂高度（m）

本期工程总装机容量（MW）

理论发电量（万kW·

h）

14151.6

14070.8

12887.7

上网电量（万kW·

年等效满负荷利用小时数（h）

容量系数

0.209

0.207

0.210

由表7.4可看出，推荐方案（上汽W105-2000kW）年上网电量为8844.4万kW·

h，年等效满负荷小时数为1843h，容量系数为0.21。

推荐方案单机发电量计算表见表7.5。

项目

威布尔参数

平均风速

扣除尾流影响发电量

利用率折减

功率曲线折减

控制与湍流影响折减

气候影响折减

叶片污染折减

损耗及场用电折减

其它因

素影响

折减

年利用小时数

A

K

/

5%

6%

4%

3%

1%

2%

m/s

万kW.h

小时

7.2

1.6

6.59

536.3

508.5

483.1

452.6

432.3

417.0

411.9

386.5

376.3

1882

536.6

502.8

477.6

447.5

427.4

412.3

407.2

382.1

372.0

1860

537.4

499.2

474.3

444.3

424.3

409.4

404.4

379.4

369.4

1847

6.6

537.8

496.1

471.3

441.6

421.7

406.8

401.9

377.1

367.1

1836

492.1

467.5

438.0

418.3

403.6

398.6

374.0

364.2

1821

536.9

491.6

467.0

437.5

417.8

403.1

398.2

373.6

363.8

1819

6.56

532.7

488.2

463.8

434.5

415.0

400.3

395.5

371.0

361.3

1806

533.3

494.0

469.3

439.7

419.9

405.1

400.1

375.4

365.6

1828

535.9

509.4

483.9

453.4

433.0

417.7

412.6

387.1

376.9

1885

6.61

539.0

503.0

477.8

447.6

427.5

412.4

407.4

382.2

372.2

1861

496.2

471.4

441.7

421.8

406.9

402.0

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