在風電場建設之前,前期的微觀選址工作是關鍵而重要的一步.風電場場址恰當與否直接影響電廠建成投產后的風資源利用率、風電場年發電量以及風電場對周圍環境等的影響。風電場微觀選址工作涉及了氣象、地質、交通、電力等諸多領域,以下簡單從氣象角度論述選址工作的基本方法.
(一) 資料分析法
首先搜集初選風電場址周圍氣象臺站的歷史觀測數據,主要包括:海拔高度、風速及風向、平均風速及最大風速、氣壓、相對濕度、年降雨量、氣溫及端最高最低氣溫以及災害性天氣發生頻率的統計結果等。
此外還應在初選場址內建立測風塔,并進行至少1年以上的觀測,主要測量10m-70m/100m的10分鐘平均風速和風向、日平均氣溫、日最高和最低氣溫、日平均氣壓以及10分鐘脈動風速平均值。這些風速的測量主要是為了根據風機功率曲線計算發電量,并計算場址區域的地表動力學摩擦速度。
對測風塔數據進行整理分析,并將附近氣象臺站觀測的風向風速數據訂正到初選場址區域。分析氣象觀測數據及場址地表特征,根據以下條件判斷初選區域是否適宜建立風電場:
1. 初選風電場地區風資源良好,年平均風速大于6.0-7.0m/s,風速年變化相對較小,30m高度處的年有效風力時數在6000小時以上,風功率密度達到250W/m2以上。
2. 初選場址全年盛行風向穩定,主導風向頻率在30%以上。風向穩定可以增大風能的利用率、延長風機的使用壽命。
3. 初選場址湍流強度要小,湍流強度過大會使風機振動受力不均,降低風機使用壽命,甚至會毀壞風機。
4. 初選場址內自然災害發生頻率要低,對于強風暴、沙塵暴、雷暴、地震、泥石流多發地區不適宜建立風電場。
5. 所選風電場內地勢相對平坦,交通便利,風電上網條件較好,并最好遠離自然保護區、人類居住區、候鳥保護區及候鳥遷徙路徑等。
(二) 實際調研
以上方法主要針對條件較好區域,如果某些地區缺少歷史測風數據,同時地形復雜,不適宜通過臺站觀測數據來訂正到初選場址,可以通過如下方法對場址內風資源情形進行評估:地形地貌特征判別法、植物變形判別法、風成地貌判別法、當地居民調查判別法。
(三) 微尺度模式的應用
隨著數值模擬技術的快速發展,也由于資料分析法在資料的時空分辨率方面具有一定局限性,越來越多的高分辨率氣象模式及流體力學計算軟件被應用到風電場微觀選址工作中.目前,最常用的風電場微觀選址及風資源評估的軟件有:
1. WAsP:WAsP(Wind Atlas Analysis and Application Program)軟件由丹麥RISΦ實驗室開發,是基于比較平坦的地形設計的,可以由一個測風觀測塔推算周圍100km2范圍內的風能資源分布。WasP軟件對風能資源評估適用于區域面積小,地形相對平坦地區。