01風電場選址的重要性

風能是具有大規模開發價值的可再生能源，對環境保護和社會可持續發展具有重要意義。

風能是風速的3次方，風速相差1倍，風能相差8倍。因此，選擇一個好的風電場，風速是至關重要的。風電場場址選擇的好壞，對風能利用的預期目的能否達到，有著關鍵的作用。

理論上風資源豐富、風向穩定、風能分布集中、破壞性風速較小的風場是一個理想的風電場，適宜建設大型風電場。

（資料圖：明陽集團）

02陸上風電場選址

陸上風電場指的是利用陸地上的風來獲得電力的整套設施，其中陸上風電場還分為平原地區的風電場和山區風電場。

陸上風電場的宏觀選址是指在一個較大的區域，對形成風的各種因素包括地形、地貌、地質、氣象、交通運輸、接入系統等因素進行綜合分析，找出風資源較好，具備裝機條件的風場。風電場宏觀選址是整個風電場建設的最重要的一個環節。

宏觀選址

風資源

風能資源評估是整個風電場建設、運行的重要環節，是風電項目的根本，對風能資源的正確評估是風電場建設取得良好經濟效益的關鍵，有的風電場建設因風能資源評價失誤，建成的風電場達不到預期的發電量，造成很大的經濟損失。因此，風資源是風場必須具備的先決條件，用于評估風資源的主要參數有年平均風速、風頻及風向、年風能可利用時間等。

其中，年平均風速是最重要的參數。年平均風速是指在給定時間內瞬時風速的平均值，測風高度應與風電機組輪轂高度相等或接近，由場內有代表性的測風塔（或若干測風塔）讀取（取平均值）。

一般委托相關單位進行該風場測風塔設立并進行測風服務，安裝地點應選址該風電場有代表性的地方，數量一般不少于2座，若條件許可，對于地形相對復雜的地區應增加至4~8座，測風儀應安裝在10m、30m、50m、70m的高度進行測風，現場測風應連續進行，時間至少1年以上。

一般說來，只要當地有穩定的盛行風，年平均風速在標準空氣密度下不低于5m/s，風速在同等條件下為 3～25m/s內,風機的年等效滿發小時數時間多于2000h，就可以建風電場。

（資料圖：運達股份）

地形影響

地形是影響風力發電場選址的一個非常重要的因素。風力發電場需要建立在較為平坦的地區，并且必須避免高聳的建筑物、山脈和樹林等對風速的影響。風力發電場建設前，需要評估地形、地貌和土質，采集高程數據、水文數據和土壤數據，避免建設風電機組的地面過于堅硬。

氣候條件

由于風能利用中需要考慮到風速的穩定性，因此在選址時盡量要求不要有過大的風速日變化和季節變化 。

尤其注意，要盡量避開災害性天氣頻繁地帶。比如海邊風場的颶風、龍卷風都可能在短時間內摧毀風機 。在我國北方地區，氣溫低于零下30°C,風機將切出運行，低于零下40°C，對風電機組就形成破壞。此外，氣候因素還包括濕度和降水量等，這些因素也會對風力發電的效率產生影響。

但有時在選址時不可避免要將風機安裝在上述地區，這時在設計與使用時必須考慮對風機的防護。

環境因素

發電場的選址需要避免在生態環境敏感區域建設，同時還需要采取一系列的環境保護措施，如噪聲減少、采用環保材料等，以確保風力發電對環境的影響最小化。評估生態環境包括野生動植物、水資源、大氣污染和噪聲等因素。

社會因素

社會因素包括人口密度、土地利用、文化遺產、經濟影響等。

風力發電場的建設還需要考慮周邊社會影響和文化影響，應考慮周邊居民對該項目的接受程度，避免對當地居民生活帶來的負面影響。選址時還需要考慮土地利用問題，確保在不占用大量農田、森林等土地的前提下建設風力發電場。

電網和交通

風能資源豐富的地區一般都在比較偏遠的地區，如山脊、戈壁灘、草原和海島等，必須拓寬現有的道路并新修部分道路以滿足大部件運輸，其中有些部件的長度可能超過30米。

并網型風力發電機組需要與電網連接，廠址選址時候應盡量靠近電網。對于小型風電項目而言，要求距離10～35kV電網較近。對于較大型風電項目而言，要求距離110～220kV電網較近。風電場距離電網較近不但可以降低電網成本，而且還可以減少電網損耗，滿足電壓降要求。

微觀選址

風電場的微觀選址是以風電場的宏觀選址為基礎，在已確定風電場宏觀選址的前提下，進一步確定風電機組的選型、安裝位置等。

（資料圖：深圳能源）

機型選擇

陸上風電機型的選擇應綜合考慮單機容量、成本效益、安全性、技術成熟度、國產化率和售后服務等因素，以確保風電機組的有效運行和長期的經濟效益?。

成本效益，包括靜態投資成本和度電成本的降低。使用更大容量的機組，可以減少機位數量，從而降低靜態投資成本，并降低度電成本?。

根據場址的氣候條件選擇合適的安全等級的風電機組。例如，沿海地區的陸上電廠需要適應風速向內地的衰減規律，以及考慮當地的地質條件和漲潮落潮規律，選擇合適的沿海型風機?。

應選擇技術成熟、可靠性高的機型，避免使用不成熟的技術，因為這可能會導致運行效果不理想和故障?。

陸上機組布置

1.風電機組行間距不宜小于3倍風輪直徑，列間距不宜小于5倍風輪直徑。對于沿山脊單排或雙排布置的風電場，可減小列間距。對于主風能方向不集中的風電場，可調整行間距、列間距。

2.對于位于簡單地形區域裝機容量大于200MW的風電場，宜設置風能資源緩沖恢復區。

3.對于風能特征參數變化較大、存在多個安全等級的風電場，宜采用混合裝機方案，風電機組機型不宜超過3種，輪轂高度不宜超過3個。

4.風電機組布置應考慮地勢的陡變、遮擋的影響。

5.風電機組布置應符合施工作業面和運行維護對機位場地的要求。對于降低風電機組機位基面的，宜通過技術經濟比較后確定布置方案。

6.對于施工和運輸難度大的風電機組機位，應根據風電機組塔架、葉片和機艙的尺寸及其重量對運輸與施工費用的影響，綜合其發電量后優化布置。

7.風電機組布置宜考慮風電場凝凍結冰造成的脫冰或甩冰對周邊的影響。

8.風電機組布置涉及河道及其灘地的，應符合河道管理的有關規定。

機位避讓

1.機位布置應避開各類限制因素。微選前機位方案和微選后調整的機位方案應在各部門落實地類是否可用。

2.風電機組布置與鐵路、省級及以上公路、輸電線路、地面敷設的油氣管道等設施的避讓距離為自塔架根部外沿起至避讓對象保護范圍邊緣，避讓距離宜符合以下規定：

2.1距離鐵路、高速公路、220kV及以上架空輸電線路不小于風電機組倒塔距離的1.5倍。

2.2 距離省級及以上等級公路、35kV以上架空輸電線路、地面油氣管道不小于風電機組倒塔距離的1.0倍。

3. 風電機組布置與電力電纜、通信電纜和通信光纜的避讓距離應自風電機組基礎外邊緣計算，避讓距離應符合下列規定：

3.1 距離陸上電信設施不應小于10m。

3.2 距離寬闊海域海底電纜不應小于500m，距離海灣等狹窄海域海底電纜不應小于100m，距離海纜登陸點岸線不應小于50m。

4. 風電機組布置應符合現行國家標準《聲環境質量標準》GB 3096對噪聲限值的規定。

5. 風電機組布置對陰影閃變敏感區域的影響時間每年不宜超過30h，每天不宜超過30min。

6. 風電機組布置應避開滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地質災害易發區域。

03海上風電場選址

海上風電場是指水深10米左右的近海風電。與陸上風電場相比，海上風電場的優點主要是不占用土地資源，基本不受地形地貌影響，風速更高，風能資源更豐富，風電機組單機容量更大（3～5兆瓦），年利用小時數更高。但是，海上風電場建設的技術難度也較大，建設成本一般是陸上風電場的2～3倍。

與陸地風電相比，海上及潮間帶風電機組所處的環境與陸地條件截然不同，海上風電技術遠比陸地風電復雜。

（資料圖：明陽集團）

海上風電場選址過程主要包括宏觀選址和微觀選址。宏觀選址是在國家風電規劃區域內選擇一個或多個具有最優價值的風場區域，過程主要包括風電場區域選址、風資源論證和項目可研；微觀選址是在宏觀選定的區域內明確風電機組布置方案，以實現風電場經濟效益最高。

宏觀選址

海上測風

海上風電基地對于海風的要求很高，要求海風要有一定的平均風速與風功率密度，要將風速和風功率密度保持在6m/s和200W/m?以上。

海上測風數據主要來源于沿岸氣象站、氣象浮標站、海上測風塔、衛星遙感觀測、海洋船舶氣象觀測、石油平臺氣象觀測等。

目前用于海上測風的設備平臺分為固定式和漂浮式。固定式用于地質條件適宜打樁且水深小于25m的海域，通常造價較高；漂浮式平臺有柱穩式浮體平臺和艙體式，該平臺會隨波浪潮汐的波動而波動，影響測量數據的準確性，但其安裝費用低，適用于地質條件較差的深遠海。

因海上測風站觀測數據稀缺，風資源通常采用數值模擬方式，該方式的評估結果覆蓋范圍比站位觀測面廣、比衛星探測時間連續性強，在表征大范圍地區的風場時空分布及風資源評估預測方面具有很大優勢。常見的風場數值模擬建模方法有中尺度模式、小尺度模式、多尺度嵌套模型、海氣耦合模型等。

目前各國已有的風資源評估標準大多根據陸地環境特點制訂，而海上風資源有其自身特點，主要表現為平均風速大、風切變低、海洋表面動力學粗糙度持續性變化、海上湍流長度大、大氣晝夜變化、大氣穩定度、季節變化等。因此進行海上風資源評估時還需要考慮氣溫、水溫、潮位和晝夜等因素的影響，以提高風資源評估的準確度。近年來，包含大氣、海洋、海冰和陸面等多分量的海氣耦合模型能夠提供一體化的海洋水文氣象信息，更好模擬近岸風，尤其是極端風。

在我國，海洋風條件最好的地址位于臺灣海峽一帶，其次在廣東、上海、江浙一帶，最后是山東、河北一帶。

區域選址

建立海上風電基地需要對所選海域進行地質勘探，合理布置勘探點位可以全面的了解海洋床底區域的地質構造。一般情況下，被細小顆粒覆蓋的海床條件相較于有較大沉積物的海床更利于建設海上風電基地。

（資料圖：中交三航）

海底深度也是影響項目總成本的重要因素之一，較大水深會給施工帶來難度，如超過40m的水深，千斤頂駁船就不能勝任了，需要錨式起重船，但其受海況條件影響比較大。海底電纜的鋪設一般在5~30m的水深范圍內。

區域選址需要去除一票否決因素的區域，包括軍事設施、石油天然氣、航運航道、航空和雷達、漁業和捕撈、環境制約（動植物生態圈、視覺、噪聲、海洋考古）等受限區域；還需考慮臺風、水文、空氣鹽霧、海浪、潮汐流、潮差、海冰影響及海床地質結構、海底深度和最高波浪級別、水深和離岸距離、地震與構造風險等因素影響；并考慮港口位置、交通便捷性、電網遠近、環境影響、地質條件和海岸線規劃等非氣象因素。

環境因素

海上風電項目的占地一般較大，規劃范圍可達數十千米，如果規劃范圍內存在濕地、自然保護區等敏感性地區，在建設、運行中必然會造成較大影響。在項目建設過程中，風電機組基礎的建設、電纜敷設都會對海域地質造成影響，為了保證機組的穩定性，其基礎需要通過液壓打樁及使用大量石塊進行護樁，這些工作都會改變海域內原有的地質情況，使海底泥沙懸浮造成水體渾濁，同時機組設施出現滲漏油也會對局部海水水質造成嚴重污染。

微觀選址

微觀選址主要進行風機選型、風機排布、詳勘及投資成本分析等。風機選型需大致考慮風機的類型、葉片數量、額定風速、功率曲線、容量系數和儲能方式等。

風機排布

確定風機排布是微觀選址過程中最為重要的事項之一，該過程需明確風場邊界、風電機組預安裝臺數、機組位置、風資源和發電量計算。機組最優網格型排布方案中各排風電機組的連線應與主風向大致垂直，機組間距應不小于3.0D，同時，風機排布需要綜合考慮風資源、湍流及尾流等多種因素影響。

海上風電機組布置

1.風電機組行間距不宜小于3倍風輪直徑，列間距不宜小于7倍風輪直徑。對于主風能方向不集中的風電場，可調整行間距、列間距。

2.海上風電機組布置應符合海域使用和通航安全的要求。

3.海上風電機組布置應考慮風電場整體發電量、尾流、涉海面積、海底地形條件、地質條件的影響，經綜合技術經濟比較后確定布置方案。

湍流強度

在微觀選址過程中，還需考慮湍流強度影響。湍流強度分析需考慮環境和機組尾流因素，其中環境因素包括地面粗糙度、障礙物和地形等。海上風電場可根據海面粗糙度來估算縱向湍流，然后計算風電機組各等級的代表湍流強度隨風機輪轂高度處風速的變化關系，并進行風電機組適應性評估。

選址技術發展趨勢

近年北斗衛星系統已開始全面應用，海上衛星系統已實現全球海洋與陸地的高精度大地測量、導航和自然資源勘查。目前海上站位測風較少，未來可進一步提高衛星遙感技術結合漂浮式雷達、自航式海上觀測平臺等方式增加風資源測量點，擴展風資源測量的手段及方法，并可進行無人機海上測風的研究及應用。

海上踏勘方面在基于多波束探測儀進行海底地形地貌測繪時，可采用海洋聲層析技術編制海底三維圖像，使用海底地震儀確定海底不穩定地區。隨著視頻和機器人技術的發展，使用機器人海底探測也將是未來的一個發展趨勢。

綜合宏觀選址和微觀選址的各種因素來看，風電場選址的具體步驟為：

步驟1 核算出風電場整體風資源,挑選出風能資源較豐富區域。

步驟2 考慮具體的地形情況和道路情況，在坡度平緩、交通便利、施工方便的區域布置風機。

步驟3 完成以上兩步后，根據間距的不同來制訂多種方案,例如，主風向上的風機之間的間距應設置為風機直徑的5-9倍，垂直主風向上的風機之間的間距應設置為風機直徑的3～5倍，同時，要依據場址的實際范圍、風電場容量等調整間距。

步驟4 在確定好風機之間的距離后，需要考慮發電量、湍流強度、尾流損失等，并計算它們的影響程度，布置好風機。

步驟5 在多方案中優中選優，確保風機間距合理科學。