高翠翠
明阳智慧能源集团股份公司 广东 中山 528437
摘要：近年来，国家正全面推进能源供给侧结构性改革，构建新型能源体系。风力发电在我国电力体系中占据着重要地位，本文主要介绍风力发电场规划选址要素，概述风力发电场规划选址技术与方法的生态可行性分析、经济可行性分析、风速可行性分析和接入条件可行性分析，旨在全面提高我国风电产业核心竞争力。
关键词：风力发电；基地条件；项目选址；社会用电量
引言：近年来，社会生产和人民生活对电力的应用需求不断提升，风力发电是可持续性发电，对于我国能源体系和能源环境的绿色化发展具有重要意义和深远影响，风力发电场规划选址技术与方法可支持相关人员结合地形特征、水文特征和环境特征、经济特征等完成风力发电规模和机组的确定。
1.风力发电场规划选址要素
国家统计局资料显示，2014年~2017年，我国电力消费总量分别为56383.69亿千瓦小时、58019.97亿千瓦小时、61297.09亿千瓦小时、64820.97亿千瓦小时，2019年水电、核电、风电生产总量为74636.00万吨标准煤。风能是一种清洁无公害的可再生能源，具有持续性开发基础，基于我国日益增加的电力消费总量，有效发展风力发电至关重要。公开资料表明，2013年~2016年，中国风能发电建设规模分别为4560.69万千瓦、5976.34万千瓦、7316.00万千瓦和230455.95万千瓦，由此可知，我国具有较大的风能发电潜力，风能发电场的建设可进一步提高我国的风能发电总量。基于此，在风力发电场规划选址时应有效掌握相关要素，包括生态要素、经济要素、基础条件要素和技术要素。就生态要素而言，近年来，我国深度贯彻落实可持续发展战略方针，重视生态文明建设，在风力发电场规划选址时，应充分识别未来长期的风力发电行为是否会对原有生态环境造成破坏；经济要素是指风力发电场的建设需要投入大量的建设资金，而资金的持续供应和资金链条的稳定性决定了风力发电场的持续发电能力，从这一角度上来看，应通过可行性分析确定风力发电场的经济发电基础；基础条件要素是指规划建设地区是否满足风力发电条件，具有能够有效产生电能的风速和风量；技术要素是指电网接入技术，不同地区的电网建设基础具有较大的差异性，只有充分掌握技术要素，才能保证风力发电工作的有效推进。
2.风力发电场规划选址可行性分析
2.1生态可行性分析
在风力发电场规划选址时应进行生态可行性分析，探究在规划场址上建设风力发电场进行风能转换是否会对生态环境和人民生活造成不良影响。在生态可行性分析中，相关人员应组织前期勘测队伍对规划区的自然概况进行掌握，包括规划区的地理位置、地貌特征、气候与水文特征、土壤特征和植被特征，通过开展土壤采样、野外植被调查和土壤理化性质测定，完成数据处理，探究风力发电场对植被多样性的影响。另外，还应在生态可行性分析中有效掌握规划场址上的植物群落物种组成及重要值特征，分析不同投产时期风力发电场植被覆盖与对照样地相比变化规律以及距离风力发电机不同辐射半径处植被覆盖度变化规律，明确植被群落地上生物量的变化、植物群落物种的生活性组成特征、植物群落组成的变化、植物群落物种多样性的变化，有效识别风力发电场对植被多样性和生态环境产生的负面效应。可在生态可行性分析中探究风力发电场对土壤理化性质的影响，根据土壤容重的变化、含水率的变化，掌握不同投产时期风力发电场土壤容重垂直变化特征、不同辐射范围内土壤容重变化特征，根据不同投产期限风力发电场对不同土层深度、不同距离和不同方向土壤含水量的影响，进一步优化风力发电场的规划内容。
值得一提的是，相关调查表明，风力发电场还将对土壤的化学性质产生一定影响，包括土壤的酸碱特征、土壤速效氮、速效磷、全氮、全磷、全钾、有机质含量等，在生态可行性分析中应通过前期调查确定相关变化系数，确保风力发电场具有持续发电基础。
2.2经济可行性分析
风力发电是我国重要的电力来源，直接影响着社会生产和人民生活的稳定性，国家统计局资料表明，2015年~2019年，中国风力发电量产量分别为1681.00亿千瓦时、2113.00亿千瓦时、2695.00亿千瓦时、3253.00亿千瓦时和3577.00亿千瓦时，其中，2019年1~12月，中国风力发电量产量分别为572.0亿千瓦时、342.0亿千瓦时、343.0亿千瓦时、353.0亿千瓦时、263.0亿千瓦时、216.0亿千瓦时、222.0亿千瓦时、225.0亿千瓦时、286.0亿千瓦时、334.0亿千瓦时和359.01千瓦时，由此可知，近年来我国风力发电规模逐步扩大。在风力发电场规划选址时应进行经济可行性分析，以保证风力发电场具有坚实的资金基础。在经济可行性分析时，相关人员应结合规划地址的地理位置、地貌特征、气候与水文特征、土壤特征和植被特征，对风力发电场的发电量进行理论估算，确定空气密度、风向、风能玫瑰图、风能计算值和上网电量损耗，继而以风力发电机组和风机塔架的高度为基础，完成投资估算。利用净现值法、内部收益率法、投资回收期法完成财务评价，根据基础资料、空气密度计算值、测风塔数据完成风能资源的整合，继而编制投资主要指标和工程设计概算表，进行完善的项目评价。评价内容包括资金筹措及贷款条件、上网电价及发电效益、清偿能力、盈利能力、敏感性，最终导出财务评价结论[1]。
2.3风速可行性分析
风速可行性分析是风力发电场规划选址的重要方法之一，需要依靠数学模型和输入数据完成风速短期预测。目前，国内在风力发电场风速预测中主要采用的方法为BP神经网络法，渗透了人工神经网络的技术意识，具有良好的容错性、非线性处理和联想记忆能力以及并行分布式处理等相关优势。基于小波神经网络理论基础和小波神经网络的特点，应在风力发电场短期风速预测中完成小波网络结构参数的选择，遵循VC理论和结构风险最小化原则，在规划选址地区根据组合模型的风速序列进行多步预测。预测方法包括直接多步预测和滚动式多步预测，有效掌握风能密度以及风垂直边界系数。在风速可行性分析时，还应观测年度现场风能资源，完成空气密度推算、阶段风能参数分析，掌握风能参数随时间的变化规律、风向变化特征、风能密度方向分布以及大气湍流强度、平均风速垂直切变指数[2]。
2.4接入条件可行性分析
国家统计局资料显示，2013年~2016年，我国风能发电新开工规模分别为2137.33万千瓦、2174.73万千瓦、3569.00万千瓦、2218.82万千瓦，由此可知，未来一段时间内风能发电仍旧是我国的主要发电模式之一。在风能发电场规划选址过程中应进行接入可行性分析，探究技术基础能否满足风力发电需求。
在接入条件可行性分析时应严格遵循技术性、实用性和经济性原则，判断风力发电机组选型的合理性，继而完成装机容量估算，通过掌握风力发电场的理论发电量和上网电量，有效规划接入电力系统，根据风电机组升高电压、风电机组——箱式变及高压侧接线方式，确定电气的主接线，继而完成主要电气设备的选择，包括箱式变电箱、主变压器、110kv配电装置、35kv配电装置、无功补偿装置、计量设备、电力电缆、35kv架空线路等。
结论：当前我国正处于新型能源体系建设的关键时期，基于新型能源体系建设要求，可知风力发电在我国能源体系中将长期占据重要地位。在风力发电场规划选址时，应充分识别选址要素，合理利用生态可行性分析、经济可行性分析、风速可行性分析和接入条件可行性分析等选址方法，促进风电行业持续健康发展。
参考文献：
[1]王乾丞. 基于模糊层次分析法的万顺风力发电场选址研究[D].长春工业大学,2019.
[2]吴成鹏.刍议风力发电场规划选址技术与方法——以佛子山分散式风力发电场为例[J].智能城市,2018,4(14):142-143.