《风电场风能计算》课件

风电场风能计算课程大纲风电场简介风电场基本构成，发电原理风能计算基础风速统计，风能密度，功率曲线单机功率估算机组选型因素，单机功率计算风电场总装机容量可利用陆地面积，总装机容量风电场年发电量预测年利用小时数，年发电量计算经济性分析投资费用，发电成本环境影响分析环境因素，噪声影响风电场规划设计布局优化，电网并网案例分析某省风电场实践，方案对比风电场简介风电场是利用风能发电的设施，由风力发电机组、风机基础、集电线路、升压变电站等组成。风电场基本构成1风力机组核心设备，负责将风能转化为电能。2集电系统收集各风力机发电的电力，传输至升压站。3升压站将风电场输出的低压电力升至高压，送入电网。4监控系统实时监控风电场的运行状态，保证安全和高效发电。1.2风电场发电原理1风能转化风力推动风机叶片旋转2机械能转换叶片旋转带动发电机3电力输出发电机产生电能并输送至电网风能计算基础风速统计风速是决定风能资源的重要因素，需要进行长期观测统计分析，获得风速分布规律。风能密度计算根据风速数据，计算风能密度，即单位面积上的风能功率，评估风能资源的潜力。风speed统计风速是风电场选址和风能计算的重要指标。风能密度计算0.5风速风速是风能密度计算的关键参数之一，风速越大，风能密度越大。1.225空气密度空气密度是风能密度计算的另一个关键参数，空气密度越大，风能密度越大。2.3功率曲线分析参数描述风速风力发电机组运行时的风速输出功率风力发电机组在特定风速下产生的功率额定功率风力发电机组在设计风速下产生的最大功率单机功率估算根据风资源和风电机组特性，估算单个风电机组的发电能力。风速风速是影响风电机组功率的主要因素，风速越高，功率越大。风电机组类型不同的风电机组型号和规格，其功率输出也不相同。3.1机组选型因素风速风速是影响风电机组选型的关键因素之一，需要考虑风资源的丰富程度和风速变化范围。地形地形条件会影响风速和湍流强度，需要选择合适的机型适应地形特征。成本机组的成本包括购买、安装和维护费用，需要综合考虑经济效益和技术可行性。噪音风电机组运行会产生噪音，需要选择低噪声机型并进行合理的布局规划。单机功率计算风电场总装机容量风电场总装机容量是指风电场内所有风力发电机组的总发电能力，通常以兆瓦（MW）为单位。总装机容量取决于风资源条件、土地资源、电网容量等因素。4.1可利用陆地面积估算因素内容地形平坦、坡度适宜土壤承载力强，排水良好环境生态保护区、水源保护区等限制区域电网距离变电站距离、输电线路容量风电场总装机容量计算1000总容量单机容量乘以风电机组数量50可利用面积评估可利用土地，评估风资源10土地系数考虑风机间距，道路等1000单机容量根据风资源和经济性风电场年发电量预测风电场年发电量预测是风电场设计和运营的关键环节，它影响着风电场的经济效益和环境效益。风电机组年利用小时数年利用小时数是指风电机组在一年中实际发电的时间，受风速、气象条件等因素影响。5.2年发电量计算公式公式解释E=P*H*ηE：年发电量（千瓦时）P：风电机组额定功率（千瓦）H：风电机组年利用小时数（小时）η：风电机组发电效率经济性分析风电场投资和运营的经济效益是决定其可行性的关键因素。投资费用包括风机采购、基础建设、电网接入等。发电成本包括燃料成本、维护成本、人工成本等。投资费用估算10-20%土地成本土地租赁费用或购买成本40-50%风机成本风电机组的采购、运输和安装费用20-30%基础设施基础设施建设包括风机基础、变电站、输电线路等10-15%其他费用包括工程设计、监理、保险、调试等6.2发电成本核算项目单位成本燃料成本元/千瓦时0维护成本元/千瓦时0.02折旧成本元/千瓦时0.05管理成本元/千瓦时0.01环境影响分析风电场建设对环境的影响是一个重要的考量因素。1生态环境风力发电设施的建设会对当地生态环境产生影响。2噪声污染风电机组运行会产生噪声，需要进行噪声影响预测和评估。3景观影响风力发电设施的建设会对当地景观造成一定的影响。环境因素考虑风速、风向、大气稳定度等鸟类迁徙路线、繁殖地等植被类型、保护区等水资源状况、水文特征等噪声影响预测风机噪声源风机运行时产生的噪声主要来源于叶片旋转、齿轮箱运转和发电机工作等。噪声传播路径风机噪声会通过空气传播到周围环境，传播距离和强度受风速、地形、植被等因素影响。噪声影响评估通过噪声预测模型和现场实测，评估风机噪声对周围居民区、生态环境的影响。风电场规划设计风电场规划设计至关重要，它直接影响风电场的整体效率和经济效益。布局优化通过科学的布局，最大限度地利用风能资源，减少风机之间的相互干扰。电网并网要求满足电网并网的技术规范，保证风电场与电网的稳定运行。8.1布局优化最大化风能利用风电场布局应充分考虑风资源的空间分布，以最大程度地利用风能。最小化相互干扰风力机之间的间距要合理，以避免相互遮挡和气流干扰，提高发电效率。考虑环境因素风电场布局应尽量避开自然保护区、风景名胜区等重要区域，保护生态环境。电网并网要求电压等级风电场电压等级与电网电压等级匹配。频率控制风电场需满足电网频率控制要求，确保电网稳定运行。安全保护风电场需设置完善的保护装置，避免故障影响电网。案例分析通过实际案例，深入了解风电场风能计算方法的应用，并展示其重要性。9.1某省风电场实践本案例以某省风电场为例，介绍风电场建设实践经验。该风电场位于山区，资源丰富，但地形复杂，对工程建设提出了挑战。通过工程实践