微觀選址是風電項目非常重要的一個環(huán)節(jié)，微觀選址階段要明確風機的布置以達到發(fā)電量最優(yōu)、經(jīng)濟效益最好。在地形平坦的地區(qū)，風機常常采用規(guī)則形狀排布，當盛行主風向為一個方向或兩個相反方向時，風機一般采用矩陣式分布；當主風向不明顯或多個方向時，可采用梅花形排布。

（來源：微信公眾號“計鵬新能源”ID：jipengxinnengyuan 作者：及天時）

當某地區(qū)主風向明顯時，采用矩陣式排布，風機陣列垂直于主風向布置。一般來說，在垂直于主風向上，風機機組的列距為3~5倍風輪直徑；在與主風向相同的方向上，行距為5~10倍風輪直徑。


在實際風況中，即使風向很集中的地區(qū)，其風向也不是同一個值，而是集中在一個較小的角度范圍內(nèi)。如下圖，主風向為N，風向值主要集中在0~20°之間。


風機排布時，理論要垂直于主風向。但從上圖可以看出，主風向為一個范圍，即使像上圖風向集中程度已經(jīng)很高的情況，風向變化范圍仍有20°之大。這就導致風機排布的方向有20°的活動范圍。在這20°的范圍內(nèi)，風向與點位陣列的偏差可能導致發(fā)電量的減少。

為減少其他因素影響，設置參數(shù)如下：

01地形圖人工生成為同一高度，即不存在地形的高差導致的發(fā)電量影響。

02風速數(shù)據(jù)采用原始測風數(shù)據(jù)，其中風向人為修改為同一值，依次改變風向值，生成多個計算用的數(shù)據(jù)文件。

03風機間距按5D×10D排布。

04采用WT 5.2.1版本計算。設置興趣區(qū)域步長為40m，水平分辨率為25m，垂直分辨率為4m，扇區(qū)步長為10°，熱穩(wěn)定度選中性。

05減少地面粗糙度的影響，不使用粗糙度文件。

按5×8臺機位布置，共40臺機位。初始風向設置為西風，風向垂直風機陣列，起始風向偏差按0°計算。然后修改風向從西風逐漸轉為北風，風向偏差逐漸增加，依次為10°、20°、30°、45°、60°、75°、90°等情況。風機排布方案和風向數(shù)據(jù)見下圖：


經(jīng)過計算，對40臺風機點位的發(fā)電小時數(shù)進行統(tǒng)計，求取平均值，計算結果如下：


從圖中可以看出：

01當風向以不同角度吹向并排風機時，發(fā)電量會有變化。角度從0°~75°，發(fā)電小時數(shù)相差不大，在13%以內(nèi)。當風向轉到90°時，即行間距縮小為5D，列間距縮小為10D時，發(fā)電小時數(shù)出現(xiàn)驟減。

02當風向為0°和90°時，即風向垂直吹向機組陣列時，發(fā)電量反而不是最高值。當角度為10°和75°，即風向偏差10~15°時，發(fā)電量最高。因此風電機組陣列在略微偏差主風向一個角度時，發(fā)電效益最好。

03當風向偏差為30°時，發(fā)電量處于第二個低谷。根據(jù)風機排布間距，當角度在30°左右時，風機的斜對角方向與風向一致。

結論：

01風向的偏差對風電場發(fā)電效益有影響。當風向偏差在±20°以內(nèi)時，發(fā)電效益最好。

02當風向完全垂直于風機矩陣時，發(fā)電量有略微的降低。

因此在評估風場風向時要盡可能準確，風機排布時要考慮主風向的分布區(qū)間，選取分布區(qū)間的中間值作為主風向較為合理。主風向的中間值可考慮采用最小二乘法等方法，具體操作方法暫未分析，大家可進一步思考。