一旦一個(gè)場(chǎng)址被認(rèn)為將會(huì)用于開發(fā)風(fēng)電場(chǎng),那么風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程便開始了。風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是最大化電量產(chǎn)出,最小化資金投入和運(yùn)行成本以及滿足場(chǎng)址所 需的施工要求。由于設(shè)計(jì)過(guò)程不可避免地受施工要求和成本等限制,設(shè)計(jì)目標(biāo)最優(yōu)化即是風(fēng)險(xiǎn)最小化,其中第一個(gè)任務(wù)便是提出風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)過(guò)程中的受限因素:
1.基于并網(wǎng)限制的最大裝機(jī)容量
2.場(chǎng)址分界線
3.周邊環(huán)境的限制,包括:道路、居民區(qū)、高架線等(其中居民區(qū)包括噪音影響、視覺(jué)影響、葉片轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的陰影閃爍等)
4.風(fēng)機(jī)供應(yīng)商所提出的風(fēng)機(jī)最小間隔
5.風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址的通信信號(hào)限制
上述受限因素可能隨著與各方討論協(xié)商的進(jìn)程而會(huì)有所調(diào)整,但風(fēng)電場(chǎng)預(yù)設(shè)計(jì)是必不可少的。依據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)的要求,風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量應(yīng)當(dāng)遵從12 MW/km2這個(gè)范圍。
考慮到風(fēng)電場(chǎng)預(yù)布局,風(fēng)電機(jī)組大小應(yīng)當(dāng)作為首要考慮因素。但是由于風(fēng)機(jī)選型通常在風(fēng)機(jī)供應(yīng)商確定之后才能進(jìn)行,因此在風(fēng)電場(chǎng)預(yù)布局階段,要么一律采用“普通的”風(fēng)電機(jī)組,按照葉輪直徑和輪轂高度區(qū)分風(fēng)機(jī)大小,要么進(jìn)行多次風(fēng)電場(chǎng)預(yù)布局,每一次均采用特定的風(fēng)電機(jī)組。
考慮到影響風(fēng)機(jī)裝機(jī)位置的因素,這些因素包括有最優(yōu)化電量產(chǎn)出、視覺(jué)、噪音影響和風(fēng)機(jī)載荷等。
最優(yōu)化電量產(chǎn)出
一旦一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的受限因素得到確定,那么風(fēng)電場(chǎng)布局,也可以稱之為風(fēng)電場(chǎng)微觀選址,將能得以實(shí)施。對(duì)于大多數(shù)風(fēng)電項(xiàng)目來(lái)說(shuō),一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的電量產(chǎn)出要比基礎(chǔ) 設(shè)施投入具有更高的經(jīng)濟(jì)敏感度,因此風(fēng)電場(chǎng)布局應(yīng)當(dāng)將電量產(chǎn)出作為首要考慮參數(shù)。風(fēng)電場(chǎng)具體設(shè)計(jì)一般采用WFDT軟件,即“風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)工具”。因此如果就 現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)分析出了一個(gè)風(fēng)資源領(lǐng)域,那么風(fēng)電場(chǎng)布局模型將能得以建立,并且可以預(yù)測(cè)電量產(chǎn)出以及相關(guān)的環(huán)境因素。
對(duì)于大型風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō),人工進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)布局比較不切實(shí)際,一般都會(huì)采用WFDT軟件進(jìn)行最優(yōu)化電量產(chǎn)出的計(jì)算。計(jì)算電量產(chǎn)出的過(guò)程通常需要很多次的反復(fù)才能 達(dá)到優(yōu)化的結(jié)果,但即使結(jié)果只多出了1%的電量也是值得的,因?yàn)轱L(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投入的資金數(shù)目基本不會(huì)發(fā)生變化。使用WFDT軟件進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)布局的過(guò)程中 也會(huì)將噪音影響和視覺(jué)影響因素考慮其中。
WFDT軟件依據(jù)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模、風(fēng)機(jī)類型和輪轂高度等參數(shù)可以設(shè)計(jì)多套方案,并且這些方案的投資回報(bào)率等財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)也能夠即時(shí)計(jì)算并反饋。下圖可見一例典型的使用WFDT軟件所做的風(fēng)電場(chǎng)布局演示。

視覺(jué)影響
在許多國(guó)家陸上風(fēng)電場(chǎng)所造成的視覺(jué)影響是一個(gè)很重要的議題,尤其是在那些人口密集度很高的地區(qū)。使用計(jì)算設(shè)計(jì)軟件可以計(jì)算出相關(guān)的視覺(jué)影響區(qū)域(ZVI) 或者是視覺(jué)足跡(visibility footprint)。通常來(lái)講,如果從所處位置可以看到風(fēng)機(jī)的半個(gè)輪轂或整個(gè)輪轂或單個(gè)葉片尖的話,還不足以稱該風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)產(chǎn)生了視覺(jué)影響。在風(fēng)電場(chǎng)布 局的過(guò)程中,一般會(huì)采用單面線框模式繪制地形圖,用以凸顯指定角度所看到的風(fēng)電場(chǎng)的視覺(jué)效果,如下圖所示。該效果圖也可以進(jìn)一步以蒙太奇照片的形式展現(xiàn), 蒙太奇照片中從指定角度所看到的風(fēng)電機(jī)組被有層理地排列。

對(duì)于大型風(fēng)電機(jī)組來(lái)說(shuō),其運(yùn)轉(zhuǎn)速度會(huì)慢于比其規(guī)模小的風(fēng)電機(jī)組,那么從影響風(fēng)電場(chǎng)視覺(jué)外觀的角度考慮,擁有較少大型風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)會(huì)比擁有較多小規(guī)模風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)更受歡迎。另外還有一點(diǎn),規(guī)則的或直線型的風(fēng)電場(chǎng)布局會(huì)比不規(guī)則的風(fēng)電場(chǎng)布局受歡迎。





