大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)規(guī)劃和運(yùn)行技術(shù)研究

  風(fēng)電機(jī)組選擇和布置 選擇和布置風(fēng)電機(jī)組的原則是使風(fēng)電場(chǎng)的單位度電成本最低。為此在了解機(jī)組性能和價(jià)格的同時(shí)，特別需要認(rèn)真研究風(fēng)電場(chǎng)在考慮尾流影響和風(fēng)速風(fēng)向分布條件下的功率輸出特性。  
含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬 電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬是評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、分析生產(chǎn)成本和制定燃料計(jì)劃的主要工具。隨著風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量和容量的增加，應(yīng)當(dāng)在電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬中考慮風(fēng)電場(chǎng)的影響。為此關(guān)鍵的問(wèn)題是建立風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電可靠性模型。  
針對(duì)以上問(wèn)題，筆者進(jìn)行了以下的研究工作。 
    1.1 風(fēng)電場(chǎng)輸出功率特性計(jì)算 
    由于受尾流效應(yīng)的影響，風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率不僅和風(fēng)的大小相關(guān)，而且還和風(fēng)的方向相關(guān)。通過(guò)定義尾流系數(shù)矩陣可以反映尾流效應(yīng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的影響，并依此求出多臺(tái)相同風(fēng)電機(jī)組的等效功率特性，最終得到整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際輸出功率和尾流損失[3]。
    該研究成果可以改進(jìn)現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的計(jì)算方法，對(duì)于提高風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃的準(zhǔn)確性和科學(xué)性具有重要價(jià)值。 
    1.2 風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電可靠性模型研究 
    以不同風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫的聯(lián)合概率分布為基礎(chǔ)，首先計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的聯(lián)合概率分布，并由此建立適合多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的可靠性模型與算法。該模型不但考慮了風(fēng)的隨機(jī)性和機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)率，而且還考慮了風(fēng)電場(chǎng)之間風(fēng)的相關(guān)性以及尾流效應(yīng)和環(huán)境溫度對(duì)風(fēng)電場(chǎng)可靠性的影響。
    應(yīng)用所建立的風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電可靠性模型可以進(jìn)行含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬和風(fēng)電場(chǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估工作。 
    1.3 含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬 
    對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行而言，風(fēng)電場(chǎng)可以節(jié)約常規(guī)機(jī)組燃料、減少發(fā)電廠污染物排放和替代部分常規(guī)發(fā)電機(jī)組容量。因此采用風(fēng)力發(fā)電后，在滿足相同負(fù)荷要求的條件下電力公司在常規(guī)能源方面的費(fèi)用將減少，所減少的費(fèi)用稱為可避免費(fèi)用(Avoided Cost)。通過(guò)對(duì)含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)進(jìn)行隨機(jī)生產(chǎn)模擬，可以計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)的可避免費(fèi)用。
    可避免費(fèi)用是并網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)貢獻(xiàn)的綜合度量，也是評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)的重要指標(biāo)。
    2 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行研究