4.2 机位的实际有效湍流强度难以准确估算
现在,对于风电场每个机位湍流强度的计算大都依据测风塔数据,运用用工程软件对每个机位的湍流强度进行计算,然后对机位进行筛选。
在新建风电场对机位湍流强度进行估算时,不能准确得到每个机位的湍流强度。一方面,是由于在建风电场之前,机组还没有建成,不能得到机组之间的相互干扰尾流真实的数据,因此,不可能获得每个机位实际的风况数据;另一方面,在自然条件下,风况变化的复杂性、随机性以及应用软件的局限性,在运用软件对每个机位的湍流强度进行计算时,永远都会存在理论与实际的偏差。
因此,通过软件进行风电场微观选址,难以对每个机位的实际湍流强度大小做出准确评估。存在某些风电场机位的有效湍流强度,在大风速时超过IEC-A 类标准,或机组的设计标准,从而影响机组安全及使用寿命,对于这种情况,有必要采取弥补措施对机组运行的经济性及未来收益进行重新评估。
5. 机位湍流强度超标的处理办法
避免机组因湍流度过大而造成部件损坏,延长机组寿命,一方面,在风电场新建阶段需通过工程软件对机组机位进行筛选和布置;另一方面,微观选址不当的风电场运行机组,需要再次对运行机组的机位进行重新评估和优化。
当风电场微观选址重新确定机位,或运营风电场的风电机组实际有效湍流强度超出其设计标准时,为了避免组部件的疲劳破坏和机组寿命的缩短,视具体机位的环境条件和评估情况,可采取以下措施:
(1)将该位置换成湍流强度级别更高的机型。
(2)将该机组移到湍流强度小的位置。
(3)调节该机组周围,尤其是上风向风电机组的布置,拉大该机组与上风向机组之间的距离,使其尽可能少受其他机组尾流影响。
(4)由于湍流强度受地面障碍物和地面粗糙度影响较大,塔筒高度增加,机组的有效湍流强度减小。因此,在项目经济性、机位基础和塔筒强度允许的条件下,适当增加塔筒的高度,把有效湍流强度调整在机组允许的范围之内。
(5)在现场风况测定与机组性能评估的基础上,根据风况条件有选择性地运行,如:在湍流强度很大的时间段,机组停机;或者通过机组控制器程序设定限定机组运行方位,机组仅在湍流强度较小的方位运行,禁止机组偏航到湍流强度大的方位运行。
(6)调整风电场机组的运行模式,即当下风向风电机组受上风向风电机组尾流影响严重时,可以根据实际情况关停部分下风向的风电机组。这样尽管牺牲了一部分发电量,但可使下风向机组避免了因尾流引起的有效湍流强度过大,从而可降低疲劳载荷,延长下风向机组的使用寿命。
6. 结论
在新建风电场时,重视风电机组的微观选址, 以减少风电机组的部件损坏, 延长机组寿命。风电场微观选址, 应以充分、准确的数据作为机位评估与优化的依据, 依靠科学手段, 通过对各种影响因素的综合考虑, 实现风电场的最优选址; 在风电场实际运行的机组中, 如果发现有微观选址不当的机位, 应及时评估并采取措施, 权衡利弊, 从而使风电场取得较好的经济效益。