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　　摘 要 ：风力发电在风能资源丰富的沿海和山区大力发展，受机组间尾流效应的影响，风力发电机组间的相对位置对风能利用效率有较大影响，进而影响风电场的发电效率。通过分析机组间尾流效应的一般规律，得到风电场内部风电机组布局的基本原则，以降低机组间的相互影响，使得风电场发电效率最优。根据沿海、戈壁滩等开阔地带的地理特点，结合尾流效应影响，总结规则分布的风电场布局的一般规则和电气接线方式。最后，针对山区等特殊地理区域不规则分布的风电场，结合地理和电气两方面的影响，给出不规则分布风电场布局的指导性原则。

　　关键词 ：风力发电 ;尾流效应 ;微观选址 ;发电效率

　　引言

　　风能以其丰富的储量、较高的利用效率等优点引起了各国政府和相关研究人员的关注，并得到了相关政策的大力扶持。与其他形式的可再生能源相比，风能不仅绿色、环保、可再生，并且开发成本低、受自然环境影响小，其独特的优点使风力发电技术的相关研究发展迅猛，风力发电的装机容量在国内外均呈现出了爆发性的增长态势。随着风力发电机组单机容量和风电场规模的不断扩大，风电场中合理的机组布局对减少机组间尾流效应的相互影响、提高风电场的发电效率及合理利用风能资源具有重大意义，因此需要对规则风电场(主要分布在沿海和戈壁滩等开阔地区)和不规则风电场(主要分布在山岭地区)的地理布局原则和电气接线方式进行研究。与此同时，新建的大规模风电场或由同型风电机组构成、或由属于多个业主的风电机群共同组成，导致了风电场组成机型的多样化，故需要对不同类型的风电场中各种相互作用模态进行研究，以揭示风电场的混合方式对各相互作用影响的一般规律[1]。

　　1 风电场布局的一般原则

　　风电场的机组布局又称为微观选址，是指在风电场的选址确定后，充分考虑风电场的盛行风向、地貌特征、风场地形对风况的影响及风电机组所引起的尾流效应，在有限的地理空间内，合理排布风电机组以降低相互之间的影响，充分利用风能资源以提高风力发电效率，使得风电场的年发电量最大[2]。风力发电机组间的相互影响主要表现在 ：空气在流过上游风电机组后，其风向和速度都会发生改变，从而影响输入到下游风机的风能质量，降低机组的输出功率，这种由机组间的遮挡而引起的风能损失现象叫作尾流效应[3]。

　　2 风电场地理分布及电气的一般接线方法

　　2.1 规则分布的风电场位于沿海和戈壁滩上的风电场，由于其地形平坦开阔，风力发电机组常常按照矩阵分布的方式进行规则布局。风力发电机组的排列与风电场的主导风向垂直，为了降低上游风电机组对下游风电机组的尾流影响，常采用梅花形的排布方式，即后排风力发电机组位于前排两台风电机组之间，如图3所示。

　　2.2 不规则分布的风电场与开阔的戈壁和沿海滩涂相比，山地区域风电场中的风能分布不仅受到地面粗糙度、障碍物和风机尾流的影响，主要还受到山地海拔变化的影响。山地中的复杂地形变化形成了山脊、山谷、陡壁和盆地等多样的地貌形式，使空气流动也产生了多样性的特点，造成风电场内部风速和风向变化莫测，紊流强度不一，甚至导致极端风况的出现。因此，在对山地区域风电场的风机排布进行规划布局时，风力发电机组间的距离已不再是影响风电场发电量的主要因素，而应充分考虑地形的影响，然后结合实际的环境条件，对场址的风能分布进行深入研究。

　　3 结语

　　通过对风电机组间的尾流效应进行分析，得到风电场中风能衰减的一般规律。根据沿海、戈壁滩等开阔场地的地理特点，结合尾流效应影响，总结规则风电场微观选址的基本原则，通过采用放射形接线、放射环形接线和星形接线形式，实现规则风力发电场梅花形布局，使得风电场中风能最大化利用，风力发电效率最高。对于不规则分布的风电场，给出了机组布局应遵守的基本原则，保证充分利用场地的基础上使得风力发电效率最高。

　　参考文献

　　[1] 和萍，文福拴，薛禹胜，等.风电场并网对互联系统小干扰稳定及低频振荡特性的影响[J].电力系统自动化，2014(22)：1-10.

　　[2] 叶杭冶.风力发电系统的设计、运行与维护[M].北京 ：电子工业出版社，2010.

　　[3] 孙俊博，解大，杨敏霞，等.计及尾流效应的风电场机网相互作用分析[J].电力科学与技术学报，2014(3)：73-79.

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