0 引言
　　2011 年中國（不包括臺灣地區(qū)）新增安裝風(fēng)電機組11409 臺，裝機容量17630.9MW。累計安裝風(fēng)電機組45894 臺， 裝機容量62364.2MW，年增長率為39.4%。據(jù)統(tǒng)計，2011 年全國共統(tǒng)計了10 個?。ㄊ?、自治區(qū)）的限電情況，統(tǒng)計覆蓋的風(fēng)電場總裝機容量達到18691MW，占全國風(fēng)電并網(wǎng)容量的42%[1]。經(jīng)歷一段高速發(fā)展期之后，風(fēng)電工程的開發(fā)建設(shè)將漸趨理性。
　　受資金和國家政策等多重因素的影響，目前國內(nèi)的陸上風(fēng)電場的申報容量通常都在50MW 以內(nèi)。一般情況下，一個場址的總開發(fā)容量會超過50MW，為了解決申報容量在50MW以內(nèi)，又能充分開發(fā)該區(qū)域的風(fēng)能資源等問題，采取的普遍方法是分期開發(fā)。在分期開發(fā)中，由于整個風(fēng)電場場址區(qū)域面積較大，如何準(zhǔn)確地評估場址的風(fēng)能資源，從場址內(nèi)哪個區(qū)域開始開發(fā)等問題都直接影響到整個風(fēng)電場的裝機容量和效益[2]。本文根據(jù)實際工作過程中遇到的問題，結(jié)合一個具體工程實例對風(fēng)電場分期開發(fā)中的一些問題進行探討。
　　1 工程實例概況
　　本文以一個已建灘涂風(fēng)電場為例進行分析。該風(fēng)電場南北長約12.3km， 東西寬約2.5km， 風(fēng)電場呈南北長條形， 場址內(nèi)海拔高程約3m~5m。一期、二期工程已經(jīng)建設(shè)完成，三期工程正在實施中。風(fēng)電場范圍內(nèi)及附近布置三個測風(fēng)塔1#、2#、3#。風(fēng)電場場址范圍及測風(fēng)塔位置圖見圖1。在同一個測風(fēng)年內(nèi)，1# 測風(fēng)塔70m 高度實測年平均風(fēng)速為6.96m/s，年平均風(fēng)功率密度為357.3W/m2 ；2# 測風(fēng)塔70m 高度實測年平均風(fēng)速為6.51m/s，年平均風(fēng)功率密度為300W/m2 ；2# 測風(fēng)塔70m 高度實測年平均風(fēng)速為7.04m/s，年平均風(fēng)功率密度為360W/m2。風(fēng)電場主風(fēng)向和主風(fēng)能方向都為N 方向，SE、SSE 方向次之。

圖1 風(fēng)電場范圍及測風(fēng)塔位置示意圖

　　一期風(fēng)電場位于場址西面，沿南北方向布置兩排；二期風(fēng)電場位于場址東面，沿南北方向布置一排；三期風(fēng)電場在一期、二期中間。一期、二期工程已經(jīng)完成，現(xiàn)在開展三期工程工作。在三期工作開展中發(fā)現(xiàn)幾個問題，現(xiàn)逐一進行探討并提出解決辦法。
　　2 風(fēng)電場風(fēng)能資源分析
　　在計算三期工程發(fā)電量時，為了考慮前兩期工程與本期工程風(fēng)電機組間的相互影響，計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一期、二期已建工程風(fēng)電機組的尾流影響很大，有的風(fēng)電機組尾流達到17% 以上。
　　在實際工程中，風(fēng)電機組的尾流控制在10% 左右。是不是第三期工程風(fēng)電機組布置之后才使前兩期工程風(fēng)電機組的尾流達到那么大的值？為解決這個疑問，單獨將一期、二期工程的風(fēng)電機組進行計算。結(jié)果顯示，有些風(fēng)電機組的尾流影響還是接近17%。為了弄清楚原因，設(shè)計人員將原先一期、二期工程設(shè)計的資料調(diào)出來查閱，結(jié)果分析如下。[3-4]
　　一期、二期風(fēng)電場風(fēng)能資源分析時采用的是1# 測風(fēng)塔，按照原方案的計算，場址內(nèi)粗糙度值取0.15，場址東面粗糙度值取0.03，場址西面粗糙度值取0.2，采用專業(yè)軟件進行模擬，風(fēng)電場風(fēng)速分布等值線圖如圖2 所示。場址內(nèi)平均風(fēng)速約為7.4m/s，2# 測風(fēng)塔位置的平均風(fēng)速為6.92m/s，3# 測風(fēng)塔位置的平均風(fēng)速為7.76m/s，推算出場址內(nèi)2# 和3# 位置的風(fēng)速分別比實測風(fēng)速高出6.2% 和10.2%。在三期工程方案中，場址內(nèi)粗糙度值調(diào)整為0.1，場址東面調(diào)整為0.01，場址西面調(diào)整為0.15。采用專業(yè)軟件進行模擬，風(fēng)電場風(fēng)速分布等值線圖如圖3 所示。2# 測風(fēng)塔位置的平均風(fēng)速為6.70m/s，3# 測風(fēng)塔位置的平均風(fēng)速為7.18m/s，2# 和3# 位置的風(fēng)速分別比實測風(fēng)速高出2.9% 和2%。從上面的分析可以看出，三期調(diào)整后的計算結(jié)果更貼近實測值。

圖2 風(fēng)速分布等值線圖 （原方案）

圖3 風(fēng)速分布等值線圖（三期方案）

　　在原報告中，一期、二期工程中的風(fēng)電場尾流影響較小，整個場址平均尾流只有6.35%，而三期方案中，整個風(fēng)電場尾流影響達到12.5% 左右。
　　從上面的分析中可以看出，造成原報告中尾流影響小的主要原因是：在原方案評估中，風(fēng)電場場址風(fēng)能資源模擬計算時，整個風(fēng)電場的風(fēng)速偏大。
　　風(fēng)電場風(fēng)能資源分布是否準(zhǔn)確，直接影響風(fēng)電場風(fēng)電機組布置和尾流，進一步影響風(fēng)電場發(fā)電量的計算結(jié)果和風(fēng)電場經(jīng)濟效益[5]。在風(fēng)電場場址面積較大時，采用分期開發(fā)的風(fēng)電場，一般都立有兩座及以上的測風(fēng)塔。在《風(fēng)電場工程技術(shù)手冊》中規(guī)定的粗糙度值一般都在一個范圍內(nèi)，例如開闊狀態(tài)農(nóng)田到封閉狀態(tài)農(nóng)田的粗糙度值是0.05~0.1，封閉狀態(tài)農(nóng)田到多樹木或灌木的粗糙度值為0.1~0.2。手冊中的這種定義使得粗糙度的取值存在一定的不確定性。為了能夠準(zhǔn)確分析一個具體風(fēng)電場場址的風(fēng)能資源，通過以上分析得出，可以根據(jù)測風(fēng)塔同期攝影實測數(shù)據(jù)對粗糙度值進行調(diào)整，可以有效降低粗糙度取值的不確定性。[6-7]