大型風力發(fā)電場規(guī)劃和運行技術研究

    隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，人類正面臨著能源利用和環(huán)境保護兩方面的壓力。一方面煤炭、石油和天然氣等化石燃料的儲量由于本世紀下半葉的大量開采而日益減少；另一方面是大量使用化石燃料對自然環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的污染和破壞。這兩方面的問題已經(jīng)引起世界各國政府和人民的高度重視，并在積極尋求一條可持續(xù)發(fā)展的能源道路。
    在太陽能、風能、潮汐能和生物質(zhì)能等多種可再生能源中，風能最具有大力開發(fā)利用的前景。風力發(fā)電技術在本世紀70年代發(fā)展迅速，風力發(fā)電機組的單機容量已由80年代初期的幾十kW發(fā)展到當今2~3MW，更大單機容量的風力發(fā)電機組也正在研制開發(fā)之中。截止1997年底，全世界并網(wǎng)運行的風力發(fā)電裝機容量已達到7800 MW，其中德國2080 MW，美國1800 MW，丹麥1030 MW。預計到本世紀末全世界風力發(fā)電機裝機容量將達到15000~20000 MW。
    我國的風力發(fā)電事業(yè)近幾年發(fā)展迅速，相繼在新疆、內(nèi)蒙古、河北和廣東等省區(qū)建設了數(shù)個大型風力發(fā)電場。預計本世紀末我國風力發(fā)電機組裝機容量將接近1000 MW。隨著大型風力發(fā)電場的開發(fā)和建設，風電場規(guī)劃和運行的研究工作越來越重要，這是保證風電場經(jīng)濟和安全運行的基礎工作[1]。
    本文研究了風力發(fā)電場的規(guī)劃方法，提出了含風電場的電力系統(tǒng)潮流計算模型和方法，并以實際系統(tǒng)為例進行了仿真與分析，最后還介紹了風力發(fā)電信息管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。本文研究工作是國家“九五”科技攻關項目“風電并網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃方法和運行技術研究”的部分內(nèi)容。 
    1 風電場規(guī)劃方法研究 
    做好風電場的規(guī)劃問題是大力發(fā)展風力發(fā)電的重要基礎和前提條件，風電場的規(guī)劃大致包括三個方面的問題[2]。
     風速測量記錄和風資源特性評估 為此首先需要選定測風地點，安裝測風儀器，測量和記錄2到3年的完整數(shù)據(jù)，然后在考慮地形、地貌和障礙物等影響的基礎上進行各種相關性分析，得出所考察區(qū)域的總體風資源狀況，并在此基礎上進行風電場的宏觀選址。