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摘要： “十一五”乃至“十二五”期间，我国风力发电发展迅猛，甘肃、新疆、江苏、内蒙等地相继代建成千万瓦级基地，中国的风能将得到全面的利用。但现在在有些区域内，复杂地形较多，为能更好的利用风能资源、土地资源，向大家介绍了在复杂地形中怎样才能在单位面积内更好的利用风能资源，以达到更好的发电量与收益率。
关键词：复杂地形山脉走向风力发电机组排布风向
中图分类号： TM315 文献标识码： A 文章编号：
引言
俗话说：万事开头难。风电场的微观选址是对风电场建设初期最重要的工作之一，也是对整个风电场以后建设的重要起点。微观选址的好与坏，对于风电场的投资、施工以及后期风力发电机组的运行起着绝定性的因素。
十一五”乃至“十二五”期间，我国风力发电发展迅猛，甘肃、新疆、江苏、内蒙等地相继代建成千万瓦级基地，中国的风能将得到全面的利用。我国三北(东北、华北、西北)地区为风能丰富带，然而在这些地区，有部分风能丰富带处于地形较为复杂的山脉上，这给风电场的建设带来了很大的困难；但是为了更好的利用风能资源，减少大气污染对人类的危害，我国对这些地区的风资源开发也在逐步的进行，这就使我们要用更科学、更准确的方法去做这些复杂地形条件下的微观选址，使我们充分的利用风能资源。
一．资源分析及地形数据
1.现场踏勘的必要性
复杂地形风电场的微观选址，对其风能资源的准确分析是十分重要的。最好是选址人员能够先到现场实地踏勘一次，这样对风电场的区域有了大体的印象，也可以利用地质罗盘等工具对测风塔所安装的风向仪、风速仪进行实地检验，对测风塔周围的情况进行了解，这是非常重要的，因为在这些复杂地形中其中有些区域地表植被十分茂密，甚至是在原始森林中，这就增加了风电场地表的粗糙度，也对测风塔的实地测风数据产生了影响。
例如：黑龙江某项目，我们在分析各高度的切变时，发现底层切变与高层切变非常大，检查分析数据后未发现任何疑点，数据的完整率与合理性都很好，这使我们一度陷入困境；最终在现场踏勘中发现，风电场为原始森林，植被茂密，测风塔周围树木高达15～20米，这使其地表粗糙度增加，从而产生了底层切变与高层切变非常大这一异常现象；如果我们不进行现场踏勘，只是对实测数据分析，我们就无法解释这一现象了。
2.实测数据的准确分析
在复杂地形中，有些测风塔实测数据的完整率和合理性是不好的。这是由于当地的气象条件或者测风塔安装问题所致，首先我们应该对风电场整个大地区的气候条件进行分析，掌握此区域风能产生的原因，再进行风电场周围区域的分析以及现场踏勘，最终分析我们手中的实测数据，利用对以上区域和数据的分析，对遗漏时间段和测风异常时间段的数据进行修正，以确保得到具有代表性的测风数据，成为风电场建设的重要基础。
3.地形数据
准确的地形数据给我们带来的是准确的地形信息。在复杂的地形条件下，我们很难去现场测量出1:2000或者更高精度的地形图，只有利用1：50000的地形图进行计算，这样无形中增加了误差；但我们可以经过对现场的勘察了解，减少这样的误差，从而使我们做出的模型更加准确、可信。
二．复杂地形机组排布
风向与地形是影响风力发电机组排布的两个因素。在复杂地形中，地形多为单山脉走向（即一条山脉延伸）和多山脉走向（即多条山脉延伸），我们要更好的利用这些地形因素与风向，并对风力发电机组进行最优排布，我将介绍以下几种情况，供大家探讨与研究。
1.单山脉走向且垂直于主风向
单山脉走向且垂直于主风向是十分理想的一种情况，在这种情况下我们应该充分的利用地形条件带来的资源优势，打破传统的3D最小的要求，缩小风力发电机组间距，利用2.9D、2.8D、2.5D甚至更小间距來对风力发电机组进行排布，从而扩大装机容量。由于是单山脉走向，风力发电机组的行距就很难体现的出来，缩小间距对后排风力发电机组的尾流影响也就不会存在，利用软件的优化与测算，将风电场容量扩大，充分的利用风能资源。
经过实践证明，这种缩小风力发电机组间距排布，要比增大风力发电机组间距排布年利用小时数要多。例如：东北某项目，此项目风能资源较为丰富，山顶地势平坦，主风向明显，测风塔30米高度代表年年平均风速为6.7米/秒，年平均风功率密度为301瓦/平方米；推算到预装风电机组轮毂高度(65米)，其年平均风速为7.59米/秒，年平均风功率密度为423瓦/平方米。
大青山地形示意图
在我们利用3D排布时，使用软件算出年利用小时数为2828h，风电场装机容量为11.9MW；利用2D排布时，使用软件算出年利用小时数达到2907h，风电场装机容量为16.15MW；年利用小时数增大了2.8%，相对同区域内风电场装机容量也扩大了35.7%，这就充分提高了有限区域内的风能资源与土地利用率，从而也提高了单位内风电场收益率。
风向玫瑰示意图
3D排布示意图 2D排布示意图
2.单山脉走向且不垂直于主风向
在做这类情况下的风力发电机组排布时，我们应该分析主风向与山脉走向的角度，经过软件优化进行排布，这种情况也就无形中增加了行距，使风力发电机组间的尾流增大，从而减小了风电场的装机容量。
风向玫瑰示意图
山脉主体走向示意图
由上面两幅可以看出，山梁的主体走向基本是东西走向，而主风向也基本是东风与西风，这种情况也就无形中增加了行距，使风力发电机组间的尾流增大并减小了整个风电场的装机容量，所以这样的山脉走向与主风向就很难有好的风力发电机组排布。
3.多山脉走向
在这种情况中，不管风向集中还是不集中，都有可能有一条或多条山脉垂直于主风向，这就使整个风电场的资源有了“贫”与“富”的差距。在好的风能资源地区我们应该缩小风力发电机组间距，增大装机容量，充分利用风能资源；在资源不好的地方我们可以增大风力发电机组间距，更好的保证其发电量；从整体看来，在这种地形区域中，这样的排布方式就充分的利用了风电场内的所有风能资源，但如果我们按照守旧的方式去处理这样一片区域，遵循几*几D的排布方式，可能就会减少风电场的装机容量，也保证不了发电量。
山脉主体走向示意图
总之，在做复杂地形的风力发电机组排布时，由于受地形因素的影响，我们应该打破传统的风力发电机组排布思想，在保证财务收益率的情况下，灵活排布，在风电场内资源好的区域缩小间距排布，在资源不好的区域适当扩大间距，科学、准确的优化风力发电机组排布，更好的利用风能资源，增大风电场装机规模与发电量。
三．现场微观选址
选址人员在现场微观选址时，由于山区风电场地形较为复杂，建设条件困难，应综合考虑道路与线路的走向，降低风力发电机组现场点位对道路及线路的不利影响。在复杂地形条件下，一般现场条件比较恶劣，现场选址人员要注意自身安全，只有保证了安全，才能更好的完成选址工作。
四．总结
在做复杂地形微观选址时，我们应该灵活的运用所学的知识，科学认真准确的分析风电场资源情况，利用准确的地形信息和实地现场踏勘，在保证风电场收益率的情况下，灵活的进行风力发电机组排布，做出风电场的最大装机容量，如果现场建设条件允许兆瓦级风力发电机组的运输，建议选用兆瓦级风力发电机组，这样更能增加了风电场的装机容量，达到我们充分利用风能资源，节能减排的目的。
关键词：复杂地形山脉走向风力发电机组排布风向
中图分类号： TM315 文献标识码： A 文章编号：
引言
俗话说：万事开头难。风电场的微观选址是对风电场建设初期最重要的工作之一，也是对整个风电场以后建设的重要起点。微观选址的好与坏，对于风电场的投资、施工以及后期风力发电机组的运行起着绝定性的因素。
十一五”乃至“十二五”期间，我国风力发电发展迅猛，甘肃、新疆、江苏、内蒙等地相继代建成千万瓦级基地，中国的风能将得到全面的利用。我国三北(东北、华北、西北)地区为风能丰富带，然而在这些地区，有部分风能丰富带处于地形较为复杂的山脉上，这给风电场的建设带来了很大的困难；但是为了更好的利用风能资源，减少大气污染对人类的危害，我国对这些地区的风资源开发也在逐步的进行，这就使我们要用更科学、更准确的方法去做这些复杂地形条件下的微观选址，使我们充分的利用风能资源。
一．资源分析及地形数据
1.现场踏勘的必要性
复杂地形风电场的微观选址，对其风能资源的准确分析是十分重要的。最好是选址人员能够先到现场实地踏勘一次，这样对风电场的区域有了大体的印象，也可以利用地质罗盘等工具对测风塔所安装的风向仪、风速仪进行实地检验，对测风塔周围的情况进行了解，这是非常重要的，因为在这些复杂地形中其中有些区域地表植被十分茂密，甚至是在原始森林中，这就增加了风电场地表的粗糙度，也对测风塔的实地测风数据产生了影响。
例如：黑龙江某项目，我们在分析各高度的切变时，发现底层切变与高层切变非常大，检查分析数据后未发现任何疑点，数据的完整率与合理性都很好，这使我们一度陷入困境；最终在现场踏勘中发现，风电场为原始森林，植被茂密，测风塔周围树木高达15～20米，这使其地表粗糙度增加，从而产生了底层切变与高层切变非常大这一异常现象；如果我们不进行现场踏勘，只是对实测数据分析，我们就无法解释这一现象了。
2.实测数据的准确分析
在复杂地形中，有些测风塔实测数据的完整率和合理性是不好的。这是由于当地的气象条件或者测风塔安装问题所致，首先我们应该对风电场整个大地区的气候条件进行分析，掌握此区域风能产生的原因，再进行风电场周围区域的分析以及现场踏勘，最终分析我们手中的实测数据，利用对以上区域和数据的分析，对遗漏时间段和测风异常时间段的数据进行修正，以确保得到具有代表性的测风数据，成为风电场建设的重要基础。
3.地形数据
准确的地形数据给我们带来的是准确的地形信息。在复杂的地形条件下，我们很难去现场测量出1:2000或者更高精度的地形图，只有利用1：50000的地形图进行计算，这样无形中增加了误差；但我们可以经过对现场的勘察了解，减少这样的误差，从而使我们做出的模型更加准确、可信。
二．复杂地形机组排布
风向与地形是影响风力发电机组排布的两个因素。在复杂地形中，地形多为单山脉走向（即一条山脉延伸）和多山脉走向（即多条山脉延伸），我们要更好的利用这些地形因素与风向，并对风力发电机组进行最优排布，我将介绍以下几种情况，供大家探讨与研究。
1.单山脉走向且垂直于主风向
单山脉走向且垂直于主风向是十分理想的一种情况，在这种情况下我们应该充分的利用地形条件带来的资源优势，打破传统的3D最小的要求，缩小风力发电机组间距，利用2.9D、2.8D、2.5D甚至更小间距來对风力发电机组进行排布，从而扩大装机容量。由于是单山脉走向，风力发电机组的行距就很难体现的出来，缩小间距对后排风力发电机组的尾流影响也就不会存在，利用软件的优化与测算，将风电场容量扩大，充分的利用风能资源。
经过实践证明，这种缩小风力发电机组间距排布，要比增大风力发电机组间距排布年利用小时数要多。例如：东北某项目，此项目风能资源较为丰富，山顶地势平坦，主风向明显，测风塔30米高度代表年年平均风速为6.7米/秒，年平均风功率密度为301瓦/平方米；推算到预装风电机组轮毂高度(65米)，其年平均风速为7.59米/秒，年平均风功率密度为423瓦/平方米。
大青山地形示意图
在我们利用3D排布时，使用软件算出年利用小时数为2828h，风电场装机容量为11.9MW；利用2D排布时，使用软件算出年利用小时数达到2907h，风电场装机容量为16.15MW；年利用小时数增大了2.8%，相对同区域内风电场装机容量也扩大了35.7%，这就充分提高了有限区域内的风能资源与土地利用率，从而也提高了单位内风电场收益率。
风向玫瑰示意图
3D排布示意图 2D排布示意图
2.单山脉走向且不垂直于主风向
在做这类情况下的风力发电机组排布时，我们应该分析主风向与山脉走向的角度，经过软件优化进行排布，这种情况也就无形中增加了行距，使风力发电机组间的尾流增大，从而减小了风电场的装机容量。
风向玫瑰示意图
山脉主体走向示意图
由上面两幅可以看出，山梁的主体走向基本是东西走向，而主风向也基本是东风与西风，这种情况也就无形中增加了行距，使风力发电机组间的尾流增大并减小了整个风电场的装机容量，所以这样的山脉走向与主风向就很难有好的风力发电机组排布。
3.多山脉走向
在这种情况中，不管风向集中还是不集中，都有可能有一条或多条山脉垂直于主风向，这就使整个风电场的资源有了“贫”与“富”的差距。在好的风能资源地区我们应该缩小风力发电机组间距，增大装机容量，充分利用风能资源；在资源不好的地方我们可以增大风力发电机组间距，更好的保证其发电量；从整体看来，在这种地形区域中，这样的排布方式就充分的利用了风电场内的所有风能资源，但如果我们按照守旧的方式去处理这样一片区域，遵循几*几D的排布方式，可能就会减少风电场的装机容量，也保证不了发电量。
山脉主体走向示意图
总之，在做复杂地形的风力发电机组排布时，由于受地形因素的影响，我们应该打破传统的风力发电机组排布思想，在保证财务收益率的情况下，灵活排布，在风电场内资源好的区域缩小间距排布，在资源不好的区域适当扩大间距，科学、准确的优化风力发电机组排布，更好的利用风能资源，增大风电场装机规模与发电量。
三．现场微观选址
选址人员在现场微观选址时，由于山区风电场地形较为复杂，建设条件困难，应综合考虑道路与线路的走向，降低风力发电机组现场点位对道路及线路的不利影响。在复杂地形条件下，一般现场条件比较恶劣，现场选址人员要注意自身安全，只有保证了安全，才能更好的完成选址工作。
四．总结
在做复杂地形微观选址时，我们应该灵活的运用所学的知识，科学认真准确的分析风电场资源情况，利用准确的地形信息和实地现场踏勘，在保证风电场收益率的情况下，灵活的进行风力发电机组排布，做出风电场的最大装机容量，如果现场建设条件允许兆瓦级风力发电机组的运输，建议选用兆瓦级风力发电机组，这样更能增加了风电场的装机容量，达到我们充分利用风能资源，节能减排的目的。