离网风力发电系统的安装与调试
一、任务导入
风力发电机在安装时应首先选择风能较好的位置，这样才能保证风力发电机输出理想的电能。

选址是一个非常复杂的问题，它包括很多因素，比如：当地有效风吹刮情况、年平均风速、连续无有效风速时数、风的能量密度、强风和紊流出现的次数、雷电冰雹出现的情况、风力发电机与用户的距离（输电线路的远近）、安装维护的方便性、地形地貌等。

二、相关知识
学习情境1 离网风光互补发电系统风力发电机的选址
（一）地形和气象因素对风力发电机选址的影响
风力发电机安装地址的选择非常重要，性能很高的风力发电机，假如没有风，它也不会工作；而性能稍差一些的风力发电机，如果安装地址选择得好，也会使它充分发挥作用。

风力发电机的选址条件包含着非常复杂的因素，原则上，在一年之中极强风及紊流少的地点应为最好的安装风力发电机的地点，但受用电负荷所处地理位置的限制，有时很难选出这样的地点。

风力发电机的装机地点对于发电量及安全运行是非常重要的，一个好的装机地点应该具有两个基本要求：较高的平均风速和较弱的紊流。

选择安装场地对今后风力发电机的有效使用十分重要，风力发电机的选址是一个非常复杂的问题，大的风力发电机的选址往往需要了解多年的气象数据，并经过若干年的实测，考虑其他综合因素，才能最终确定风力发电机的安装地点。

1．地形影响
由于风力机的能量输出与风速的三次方成正比，所以应因地制宜地选择风力机的安装地点。

因为当风吹过地表时，气流会产生剪切和加速。

剪切的作用会使地面上的风速比高空的风速低得多，而不受剪切影响的高度比气象站测量高度(10m)要大得乡。

由于风的剪切受地形影响，因此有效风能也受地形影响。

也就是说，建筑物、树及其他障碍物对风的剪切和有效风能有影响。

当气流通过山丘或窄谷时，气流产生加速作用，利用这一特点，可以将风力发电机安装在这样的有利地形上以增加风力发电机的功率输出，有关地形对风的影响如图1-58和表1-29所示。

图1—58 地形对风的影响
风洞试验表明，风力发电机之间的距离应有一定的要求，以免风力发电机的风轮之间产生干扰。

试验证明，风力发电机之间的距离不应小于6个风轮直径。

适合安装风力发电机的地点的综合特性如下：
(1)具有较高的平均风速。

(2)在风力机来风的方向上没有高大建筑物（其距离与高度有关）。

(3)在平地的光滑山顶或湖、海中的岛上。

(4)开阔的平坦地，开阔的海岸线。

(5)能产生烟囱效应的山谷。

2．气象因素的影响
(1)紊流。

所谓紊流是指气流速度的急剧变化，包括风向的变化。

通常这两种因素混在一起出现。

紊流影响风力发电机的功率输出，同时使整个装置振动，损坏风力发电机。

小型紊流多数是因地面障碍物的影响而产生的，因此在安装风力发电机时，必须躲开这种地区。

(2)极强风。

海上风速可达30 m/s以上，内陆的风速大于20 m/s时称为极强风。

风力发电机的安装地址应选择在风速大的地方，但在易出现极强风的地区使用风力发电机，要求风力发电机具有足够的机械强度，因一旦遇有极强风，风力发电机便成为被袭击的对象。

(3)结冰和粘雪。

在山地和海陆交界处设置的风力发电机容易结冰和粘雪。

叶片一旦结了冰，其重量分布便会发生变化，同时翼形的改变又会引起激烈的振动，甚至引起风力发电机损坏。

(4)雷电。

因为风力发电机在没有障碍物的平坦地区安装得较高，所以经常发生雷击事故，为此风力发电机应有完善的防雷装置。

(5)盐雾损害。

在距海岸线10～15km以内的地区安装风力发电机，必须采取防盐雾损害措施。

因为盐雾能腐蚀叶片等金属部分，并且会破坏风力发电机内部的绝缘体。

(6)尘砂。

在尘砂多的地区，风力发电机叶片寿命明显缩短。

其防护的方法通常是防止桨叶前缘的损伤，对前缘表面进行处理。

可是尘砂有时也能侵入机械内部，使轴承和齿轮机构等机械零件受到破坏。

在工厂区，空气中浮游着的有害气体，也会腐蚀风力发电机的金属部件。

（二）小型风力发电机安装场址选择技术要求
一般地说，选址应考虑的主要因素就是对重要的风特性的利用。

在实际工作中，可分两步进行：第一步，根据风能资源区划和技术标准粗略地选址；第二步，分析当地的地形特点，充分利用有利地形，确定安装地点。

1．选址的基本技术要求
（1）选择年平均风速较大的地区
尽量将小型风力发电机安装在年平均风速大于或等于 3.5米/秒的地区。

（2）有较稳定的盛行风向
盛行风向是指年吹刮时间最长的风向。

选址时希望盛行风向较稳定。

（3）风速的日变化、季变化要小
风速日变化、季变化小的地区，风速持续时间长，连续无有效风时间短，这样可减小蓄电池的容量，获得比较经济的能源。