風電機組部件損壞與風電場微觀選址

　　對山區、山丘等復雜地形，不能按簡單平坦地形的原則確定風電機組位置，而應根據實際地形測算各點的風力情況后，經綜合考慮安裝、地形地質等各方面因素后，選擇合適的地點安裝風電機組。在地形復雜、地勢險峻的高山上選址還應考慮運輸、吊裝、線路安裝等要求。
　　由于受復雜地形自身的影響較大，有的僅能在山脊位置進行單排布置；有的僅能在可放置風電機組的位置上布置；有的地方有山谷、山丘等地形組合，機組布置受多種因素的綜合影響。
3.3 機組合理布局以避免尾流干擾
　　從充分利用風能資源的角度出發，找尋出符合風電場整體的能量利用最大化要求的排布方案，是完成風電場微觀選址工作首先要解決的問題。而影響風電場全場能量利用尋優的關鍵因素是認識并解決好機組尾流影響問題。
　　一般而言，當風經過風輪葉片后，風輪一方面會吸收部分風能，同時轉動的風輪又致使風的湍動能增大，產生氣流畸變、湍流，而風速會呈現突變減小的現象，這就是所謂的風電機組尾流效應。之后，在周圍流場的約束下，風速又會隨著風輪的距離漸遠而得以逐漸恢復。如果風電場內風電機組布置緊密，則可能出現上游機組后面風的尾流效應尚存，風速尚不及恢復，進而導致下游機組風況“惡化”，輸入風能不足，發電出力降低的情況。
　　機組尾流產生的氣流畸變和湍流，會在下游機組的葉輪上產生交變載荷，從而造成葉片斷裂、主軸軸承、齒輪箱等部件的損壞，縮短機組的壽命。由于較高的尾流效應相應有較高的湍流強度，而在風電場全場范圍取得一個相對較小的平均尾流效應，又會有利于保持全場機組的荷載均衡性，進而有利于提高全場的運行維護效率。
　　但是，風電場內又難以絕對避免尾流效應影響，因為如果機組布置過于稀疏，不但會相應占用過多土地，且風電場范圍會過大，其工程投資成本和運行維護費用亦會顯著增大。因此，機組間距的確定，或說是控制機組尾流效應，是一個考慮綜合因素平衡的技術經濟選擇過程。
3.4 采用工程軟件進行微觀選址
　　目前，國內微觀選址通常采用國際上較為流行的風電場設計軟件WASP 及WindFarmer 進行風況建模，建模過程如下：
　　根據風電場各測風點校對、修正后的測風資料、地形圖、粗糙度，利用輪轂高度的風資源柵格文件滿足精度及高度要求的WindFarmer 軟件的三個輸入文件，包括：輪轂高度的風資源柵格文件、測風高度的風資源柵格文件及測風高度的風資源風頻表文件。
　　采用關聯的方法在WindFarmer軟件中輸入WASP 軟件形成的三個文件，輸入三維的數字化地形圖(1：10000 或1：5000)，地形復雜的山地風電場應采用1：5000 地形圖，輸入風電場空氣密度下的風電機組功率曲線及推力曲線，設定風電機組的布置范圍及風電機組數量，設定粗糙度、湍流強度、風電機組最小間距、坡度、噪聲等，考慮風電場發電量的各種折減系數，采用修正PARK尾流模型進行風電機組優化排布。
　　根據優化后的坐標，利用GPS到現場踏勘定點，根據現場地形地貌條件和施工安裝條件進行機位的微調， 并利用GPS 測得新的坐標， 然后將現場的定點坐標輸入Windfarmer 中，采用粘性渦漩尾流模型對風電場每臺風電機組發電量及尾流損失進行精確計算。　
　　目前的微觀選址技術，主要是應用經驗和基于線性模型的工具軟件。各種軟件都有其適用條件及局限性，在使用過程中，應充分了解風電場狀況與軟件特性，以優化機位布置。
3.5 風電場選址的步驟
　　計算整個風電場的風能資源，找出風能資源較好的位置；根據具體的地形、道路情況確定適合布置風電機組的地形位置，要求坡度較緩( 小于10° )、交通方便；在滿足上述條件的前提下確定不同間距的多種方案，間距在主風向上為5 ～9倍的機組直徑，在垂直主風向上為3 ～ 5 倍的機組直徑；確定機組間距后在實際地形上布置風電機組，計算發電量及湍流強度、尾流損失等的影響；進行方案比較，選擇合理的風電機組間距布置風電機組。
4. 風電場選址的難點
4.1 缺乏長期的測風資料和氣象數據
　　中國風電發展較晚，不少新建風電場地區的測風資料和氣象數據欠缺，甚至是一個空白，然而，風電場微觀選址需要獲得該地區多年積累的風況資料和氣象數據，這對于正確選址顯得尤為重要，如果沒有這些數據，選址就難有準確而科學的依據，可能為機組安全和部件損壞埋下了潛在的隱患和伏筆。
　　例如：云南地區，由于云南省風電開發起步較晚，山區普遍缺乏測風資料，這就成為了云南山區風電場選址的第一個難點。
　　湍流強度是建風電場的重要指標，它對機組性能和壽命有直接影響。云南省氣象臺均無風速脈動觀測記錄，無法進行湍流強度計算。因此，在風電場選址時，湍流對風電機組運行可靠性的影響無法準確預測。由于缺乏高山區的冰凌、濃霧、大雪、雷暴、極端氣溫等災害的觀測資料，對風電機組未來運行條件的確定缺乏科學依據。
　　由此可知，缺乏長期的氣象觀測資料，這成為了當今中國不少新建風電場、風電場選址的難題。
　　我國建風電場大部分地區是屬于人煙稀少的草原，或山地，在這些地區少有相關資料和氣象數據。當興建風電場時，則大都只能依據一年左右的測風塔數據，且所建測風塔的數量有限，測得的風況資料有限，而沒有長期、全面、準確的風況資料作為微觀選址的依據。