广西典型风电场风力发电分析

魏玥恒1袁政2陈兴媒3

3国电广西新能源开发有限公司广西南宁530007）

摘要：广西风力发电已具有一定规模，本文选择3个典型风电场，从风速和发电量进行比对分析，找出规律，利于借鉴。

关键词：广西；风力发电；比对

1广西风资源

广西大陆海岸线长约1595千米，地处低纬度，北回归线横贯中部，属亚热带季风气候。风能资源中，风功率密度达到200W/m2以上的技术可开发量为2643万kW，分布在三个带12个区内：I带有三区，分别为：与湖南交界的桂东北山区、桂东的都庞岭与萌渚岭交界一带、柳州北部天平山和架桥岭交界一带；II带有四个区，分别为：桂西北的凤凰山一带、桂中忻城和柳江一带山区、大明山南段、桂西中部的六韶山与西大明山一带山区；III带有五个区，分别为桂东南大容山一带、钦州与玉林之间的罗阳山、六万大山一带、桂西南十万大山一带、北部湾沿岸、涠洲岛。

至2017年末,广西投运风电场19个,装机容量1500.9MW，年发电量248793万kWH，占总电量的1.61%。

2风电资源分析

2.1数据来源

本文选取了以下3个位于广西境内的典型风电场：

风电场Ⅰ：地处广西风资源III带桂东南大容山一带风能资源丰富带，位于玉林市，典型的山地地形，海拔800m至1250m之间。

风电场Ⅱ：地处广西风资源I带与湖南交界的桂东北山区风能资源丰富带，位于恭城县燕子山至圆石山之间，典型的山地地形，海拔1300m至1600m之间。

风电场Ⅲ：地处广西风资源I带桂东北都庞岭山区风能资源丰富带，位于灌阳县、兴安县与全州县交界处山区，风场海拔高度800m至1900m之间。

2.2数据分析

在风电场风资源评估中，风功率密度是风能资源的综合指标，平均风速和风功率密度及其频率分布＼方向分布构成其主要参数。广西投运风电场主要对风速进行监测，本文从风速和发电量对风力发电进行比对。

2.2.1风速

•年均风速分析

风电场Ⅰ（见图2.1）运营后，2015年平均风速略大于可研数据，其余年份均小于可研数据，年均风速较可研年均风速偏小5.87%。

2.1风电场Ⅰ年均风速与可研数据对比图

风电场Ⅱ（见图2.2）运营后，年均风速较可研年均风速偏小15.33%。

图2.2风电场Ⅱ年均风速与可研数据对比图

风电场Ⅲ（见图2.3）运营后年均风速较可研数据偏小达4.3%。

3个风电场运营后的年均风速和可研数据对比，风电场Ⅲ在可研阶段对风速的研究较好，偏差在-5%以内。风电场Ⅱ偏差最大，为+15%。

图2.3风电场Ⅲ年均风速与可研数据对比图

•月均风速分析

根据3个风电场运行月均风速变化曲线与可研数据对比图可知：

风电场Ⅰ（见图2.4）运营后，月均风速在1月、2月、4月、9月、10月和12月与可研数据偏差均在±10%以上，分别为-28.94%、+19.58%、-18.64%、-19.77%、+17.71%和-10.03%。3月、5月、6月和7月月平均风速与可研数据较为匹配，偏差在±5%以内。

图2.4风电场Ⅰ月均风速与可研数据对比图

风电场Ⅱ（见图2.5）运营后，月均风速与可研数据相差较大。仅有10月数据偏差在±5%内，3月数据偏差小于±10%，其余月份偏差均大于±10%，其中1月偏差高达-39.84%。

图2.5风电场Ⅱ月均风速与可研数据对比图

风电场Ⅲ（见图2.6）

运营后，月均风速与可研数据比较，8月偏大52.26%，11月和12月偏小30%，4月和5月偏小在10%以内，3月和6月偏差在±5%内。

图2.6风电场Ⅲ月均风速与可研数据对比图

3个风电场运行后月均风速变化与可研数据综合对比分析，发现1月（风电场Ⅲ数据有缺失）和12月的可研数据与实际运行数据有较大偏差，在-10%外，最大值达-39.84%。

2.2.2发电量

•年发电量分析

根据3个风电场年发电量与可研对比图可知：

风电场Ⅰ（见图2.7）除2013年（按实际运行时间进行了折算）之外，其余年份年发电量均大于可研数据，年均发电量较可研数据偏大23.49%。年均发电利用小时数远大于可研数据，偏大达40.28%。

图2.7风电场Ⅰ年发电量与可研数据对比图

风电场Ⅱ（见图2.8）2016年（运行未满一整年）若按照运行时间折算发电量，发电量与可研基本持平。2017年发电量少于可研数据，偏少6.3%。年均发电利用小时数大于可研数据，偏大1.5%。

图2.8风电场Ⅱ年发电量与可研数据对比图

风电场Ⅲ（见图2.9）2016年（运行未满一整年）若按照运行时间折算发电量，则发电量超过可研数据。2017年发电量大于可研数据，偏多15.74%。年平均发电利用小时数大于可研数据，偏大32.13%。

综合3个风电场的年均发电量与可研数据情况，风电场Ⅱ的年均发电量与可研数据最接近，风电场Ⅰ和风电场Ⅲ的年均发电量均大于可研数据，其中风电场Ⅰ偏大达23.49%。

图2.9风电场Ⅲ年发电量与可研数据对比图

•月发电量分析

风电场Ⅰ（见图2.10）投运后的月度发电量因可研数据设计未分月计算，无从对比分析。若采用全年发电量平均分配到各月的方式，对比分析发现：除2015年外，其余年度9月的发电量均低于可研月均发电量，9月为各年小风月。从运营经济性考虑，宜在本月安排设备检修。

图2.10风电场Ⅰ月发电量变化图

风电场Ⅱ（见图2.11）投运后的月度发电量与可研数据对比可知：2017年1月的实际发电量明显低于可研数据，偏低达47.24%。投运后的两年中，7月、8月和10月的月均发电量显著高于可研数据，分别偏高达35.00%，118.26%和31.51%。

图2.11风电场Ⅱ月发电量与可研数据对比图

风电场Ⅲ（见图2.12）投运后，2017年1月、3月和运行后两年的11月月均发电量远高于可研数据，分别偏高80.99%、75.20%和99.80%；4月、8月和9月的实际发电量也高于可研数据30%以上；另外除12月外，其余月份发电量均低于可研数据。投运后每年9月为各年的小风月，从运营经济性考虑，宜在本月安排设备检修。

图2.12风电场Ⅲ月发电量与可研数据对比图

3风电资源综合分析

通过对3个典型风电场的发电关键数据对比分析，综合评价如下：

中国风能太阳能资源年景公报显示，广西2014年为小风年，2015年为风力资源正常偏小年景，2016和2017年均为正常稍偏大年景。本文所涉及的3个风电场基本与之对应。风电场Ⅰ2014年为小风年，2015年为大风年、2016年为大风偏小年景，2017年为正常偏小年景。其运行后年均风速较可研风速偏低5.87%，但年均发电量较可研发电量增加23.49%；风电场II运行后年均风速较可研风速偏低15.33%，年均发电量较可研发电量减少15.80%；风电场III运行后年均风速较可研风速偏低4.30%，但年均发电量较可研发电量增加18.23%。风电场I、II、III设计采用的发电量计算综合折减系数为69.08％、69%、66%，数据较为接近，运行显示风电场I和III取数偏于保守。

本文收集广西3个典型风电场设计及运行数据，对风力发电结果进行比对分析，可用于预测年度月度宏观风速情况，使风电场发电能力预测更加科学精准，有益于发电效益提升。

参考文献：

[1]中国风能资源的储量与分布.东方风力发电网,2016-09-26.

[2]风资源概述-广西.新能源小兵，2016-4-29.

[3]2014年中国风能太阳能资源年景公报.中国气象局风能太阳能资源中心，2015.

[4]2015年中国风能太阳能资源年景公报.中国气象局风能太阳能资源中心，2016.

[5]2016年中国风能太阳能资源年景公报.中国气象局风能太阳能资源中心，2017.

[6]2017年中国风能太阳能资源年景公报.中国气象局风能太阳能资源中心，2018.

[7]风电场风能资源评估方法.国家质量监督检验检疫总局.2002.04.28.