摘要:风电机组选型优化首先是根据风资源条件初选风机布置方案确定备选机型，再以不同机型的特点、机位周边微地貌、地质条件、地物分布、集电线路、施工难度、道路设计、安装方式等因素，拟定各机型的建设方案，最后根据不同机型及工程建设方案，经投资、成本、电价、发电量等测算，比较各方案的效益指标，内部收益率≥基准收益率ic，且收益率最高的方案即为最优选型方案。
关键词:高原山地;风电机组;选型优化
在国内化石能源占一次能源消费比重达84.1%的现状下，加速我国西部、北部陆上风资源丰富地区的大型风电基地建设，大力开发非水新能源、实行清洁替代是能源生产领域碳减排的根本举措。四川省风力资源主要集中于川西高原、西南山地和盆地北部山区，在考虑海拔、地形坡度等不利于大规模风能开发要素之后，四川省主要的风能开发区集中于凉山州境内［1］。凉山州境内地貌复杂多样，地势西北高，东南低，地形以高原山地为主。随着我国风电技术的进一步发展，陆上大型风电项目建设日趋饱和，甄选出适用于高原、山地环境的风电机组对后续高原、山地风电项目的开发具有重要借鉴意义。
1高原山地风电项目机组选型与优化
在高海拔、山地环境下，风电机组面临着低气压、高湍流、高辐射、低温造成的严重冰冻等诸多问题［2］，加之地形复杂，高原山地风电项目机组选型主要从拟选定机组的技术可行性、经济适用性两个方面考虑。
1.1技术可行性
由于高原山地风电场往往具有空气密度低、气象条件多变、地形复杂、交通条件差、地质缺陷多的特征，其机组选型比简单地形或一般山地风电场复杂［3］。风电机组选型优化的技术可行性即是在既定的征地范围内，结合风电场现场地形条件、交通运输条件、吊装条件、环境影响、湍流和尾流影响等因素选取风电机组，最终实现项目安全，并按期建成投运。技术可行性主要考虑风电机组单机容量、驱动方式、塔架高度，大件运输和安装条件限制等因素。
1.2经济适用性
风电投资成本构成主要包括两个方面，一是项目建设成本，二是风电设备运营成本［4］。风电机组选型优化的经济适用性，主要是对拟选定的机组建设方案进行全寿命周期的经济效益分析。重点运用不同风电机组选型形成建设成本、运营成本、电费收入等参数进行收益测算，对比全寿命期资金内部收益率，进而筛选出适合项目特征的最佳风电机组。
1.3选型优化方法与步骤
选型优化的本质其实就是风力发电机组的选型，并在此基础上达到效益最大化。风电机组的选择和工作涉及到的影响因素较为繁杂，且每个风电场的特点迥异，对高原山地风电场而言，选型优化的步骤可概括如下。1)确定可选机型。根据风资源条件，结合前期工作确定的风机布置方案和地勘成果，初步筛选出备选机型。2)确定工程建设方案。根据不同机型的具体特点，结合风机机位周边微地貌、地质条件、地物分布、集电线路、施工难度、道路设计、安装方式等因素，分别拟定出对应机型的工程建设方案。3)选型优化。根据不同机型及工程建设方案，通过投资、成本、电价、发电量等边界条件测算并比较每个方案的效益指标，当项目内部收益率≥基准收益率ic时，对应机组选型方案可行［5］，项目内部收益率最高的风电机组布置方案为最优选型方案。
2工程实例
2.1项目概况
普格县某风电场(试验区)位于凉山彝族自治州普格县境内，地理位置介于东经102°41'37.7″～102°44'22.5″、北纬27°20'1″～27°25'49″之间，为原风电场就近扩建项目，主要目的为甄选适应四川风能资源特点、地形、气候和建设条件的风电机组。
2.2测风资料及风资源分析
普格县某风电场(试验区)场址区附近共安装有3座测风塔，分别位于风电场的北部、南部和中部，对整个风电场具有一定代表性。测风设备均配置有风速、风向、气温、气压等观测项目，观测记录为每10min一个。测风仪均经过标定，依据《风电场风能资源评估方法》(GB/T18710－2002)对测风塔的原始测风数据进行相关性、合理性及完整性等验证和分析，测风数据完整性和可靠性均较好。通过对项目场址风资源条件分析，该风电场湍流强度为中等水平、风切变中等及中等偏小水平，综合判定该场址区域适用IEC61400－1标准ⅢA类及以上等级机型。
2.3机型初选及工程建设方案
按照风电机组设备制造商自愿原则，符合条件的备选机型涉及三个厂家，8个机型，电机类型有直驱、半直驱、双馈3个类型，单机容量从3.2～4.5MW不等。该风电场主要工程内容包括:35kV集电线路、风机安装平台、风机及箱变基础工程;风机及箱变安装工程、风电场接地工程、电缆敷设、光缆敷设、单独使用的临时道路等。升压站、进场道路及其他附属工程与常规区共用。
2.4投资成本－收益分析
投资成本－收益分析关键在于成本、收益参数的确定。就本工程实例而言，不同的风电机组建设成本的差异主要体现在设备购置费和安装费用上。风电机组土建、安装等费用结合企业自身造价控制指标确定，风电设备资金筹措、运营成本参数、收入参数、折旧摊销比例等依据企业内部管理标准确定，经营期按20年计，风电机组设备购置费按投标报价确定。风电场收益通过全寿命期各年发电能力及上网电价计算确定。各年发电量采用MeteodynWT软件进行风电场建模测算，上网电价为四川省燃煤火电标杆上网电价401.2元/MWh。各风电机组收益测算结果详见表1，企业基准收益率ic(8%)。
3结论及建议
在以普格县某风电场(试验区)为案例的基础上，论述了高原山地风电场风电机组选型优化的实际操作方法，在微观选址环境相同的场景下，通过对不同风电机组选型方案建设成本－收益进行分析对比，得出结论及建议如下。1)各备选风电机组均满足企业最低收益指标要求。2)JF－3.4风电机组企业投资收益最优。3)风电机组的采购价格仍然是影响风电场建设投资收益的最重要因素。受单机容量、制造厂商、市场供需等因素影响，不同风电机组的采购价格差异较大，对收益影响较明显，实际项目实施中还应结合风资源特点谨慎选择。
作者：唐志均 单位：四川大唐国际新能源有限公司
