大型风力发电场规划和运行技术研究

　　1 引言

　　随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力。一方面煤炭、石油和天然气等化石燃料的储量由于本世纪下半叶的大量开采而日益减少;另一方面是大量使用化石燃料对自然环境产生了严重的污染和破坏。这两方面的问题已经引起世界各国政府和人民的高度重视，并在积极寻求一条可持续发展的能源道路。

　　在太阳能、风能、潮汐能和生物质能等多种可再生能源中，风能最具有大力开发利用的前景。风力发电技术在本世纪70年代发展迅速，风力发电机组的单机容量已由80年代初期的几十kW发展到当今2~3MW，更大单机容量的风力发电机组也正在研制开发之中。截止1997年底，全世界并网运行的风力发电装机容量已达到7800 MW，其中德国2080 MW，美国1800 MW，丹麦1030 MW。预计到本世纪末全世界风力发电机装机容量将达到15000~20000 MW。

　　我国的风力发电事业近几年发展迅速，相继在新疆、内蒙古、河北和广东等省区建设了数个大型风力发电场。预计本世纪末我国风力发电机组装机容量将接近1000 MW。随着大型风力发电场的开发和建设，风电场规划和运行的研究工作越来越重要，这是保证风电场经济和安全运行的基础工作[1]。

　　本文研究了风力发电场的规划方法，提出了含风电场的电力系统潮流计算模型和方法，并以实际系统为例进行了仿真与分析，最后还介绍了风力发电信息管理系统的结构和功能。本文研究工作是国家“九五”科技攻关项目“风电并网系统规划方法和运行技术研究”的部分内容。

　　2 风电场规划方法研究

　　做好风电场的规划问题是大力发展风力发电的重要基础和前提条件，风电场的规划大致包括三个方面的问题[2]。

　　风速测量记录和风资源特性评估 为此首先需要选定测风地点，安装测风仪器，测量和记录2到3年的完整数据，然后在考虑地形、地貌和障碍物等影响的基础上进行各种相关性分析，得出所考察区域的总体风资源状况，并在此基础上进行风电场的宏观选址。

　　风电机组选择和布置 选择和布置风电机组的原则是使风电场的单位度电成本最低。为此在了解机组性能和价格的同时，特别需要认真研究风电场在考虑尾流影响和风速风向分布条件下的功率输出特性。

　　含风电场的电力系统随机生产模拟 电力系统随机生产模拟是评价电力系统运行的技术经济指标、分析生产成本和制定燃料计划的主要工具。随着风电场数量和容量的增加，应当在电力系统随机生产模拟中考虑风电场的影响。为此关键的问题是建立风电场的发电可靠性模型。