1身份证号码：37012119630509XXXX；2身份证号码：37028319820418XXXX；3身份证号码：37132119820301XXXX
摘要：目前，我国的现代化建设的发展，风电场建设的发展也有了很大的提高，风电是发展最快的可再生能源之一，随着风能在全球范围内大规模发展，人们开始关注大规模风电场的部署及运行对生态环境和气候的影响。通过调研相关文献，总结归纳了风电场对气候和生态环境的影响：一方面风机的架设改变了原有空气动力学粗糙度高度，加强了下垫面对湍流的阻挡作用，直接影响边界层湍流运动，改变原有陆地表面和近地层大气之间的物质能量和水分交换的强弱程度和模式，影响大气环流和气候；另一方面由于风力涡轮机将一部分风动能转化为电能，产生风机尾流效应，改变了边界层中大尺度运动动能的收支模式与时空分布，导致大气各种通量（热量通量和水汽通量等）的变化，对温度、降水和风速等产生影响。通常情况下，风电场对近地面的增温或降温效应与大气的层结稳定性有关。尽管如此，在全球气候模式中的模拟结果表明，风电场对全球气候的平均影响很小，其影响远远小于温室气体排放引起的预期变化和自然气候的年际变化。风电几乎不排放二氧化碳和污染物，与其他传统能源相比，减少水资源消耗，同时可能破坏动物栖息地、鸟类碰撞和产生噪声视觉等一些消极生态影响，但是可以采取相应的一些措施来减缓这些不良影响。
关键词：气候变化；中低风速风电场；发电出力影响分析
引言
风力发电以风能为一次能源，易受气候条件的影，对长时间尺度下气候模式的变化比较敏感。气候变化可能明显地改变风速的统计分布特性，影响风力发电机组的功率输出。因风能与风速的立方呈比例，长时间尺度上气候模式变化导致的平均风速异动对中低风速风电场的影响更为突出。
1概述
陆气之间的物质能量交换直接影响大气环流和气候变化。地表附近的湍流流动是边界层摩擦力、蒸散发和热量输送等共同强迫的结果，太阳辐射被地表吸收后，一方面发射长波辐射，另一方面边界层的湍流运动将热量和水汽向上输送给近地层大气。边界层湍流运动是大气运动的最基本特征，也是陆地表面和近地层大气之间的物质能量和水分交换的主要方式，与大气稳定度和粗糙度扰动等直接相关。地表粗糙度是影响陆气之间物质能量和水分交换的动力因子，影响陆气间物质能量交换过程的强弱。大规模风力发电机的架设一方面使得地表粗糙度增加、摩擦力增大，影响边界层湍流运动，改变原有陆地表面和近地层大气之间的物质能量和水分交换的强弱程度和模式，影响大气环流和气候；另一方面由于风力涡轮机将一部分风动能转化为电能，产生风机尾流效应，改变了边界层中大尺度运动动能的收支模式与时空分布，导致大气各种通量（热量通量和水汽通量等）的变化，对温度、降水和风速等产生影响。
2重要性
作为新能源发电技术中最成熟而又适合大规模开发的发电形式，风力发电以其零污染、零排放的特点成为近十年来全球发展最为迅猛的新能源类型。作为风电场建设的前期准备工作，风能资源评估需要在候选场址进行完整年份的测风；根据测风塔高度风速数据与邻近气象台站风速观测数据，构建两者之间的相关关系；再籍此评价候选风场风速及风能的多年均值及年际变化。需要指出的是，风能资源评估隐含默认气候模式固定，并没有考虑到长时间尺度上气候模式变化对年均风速的影响。我国及北半球大量地面气象站点的风速观测数据表明，大多数站点的年均风速在长时间尺度上呈下降趋势。其原因可能是气候变化导致高纬度高寒地带明显升温，高低纬度带间温差的下降影响了其间的气压差和风速分布。因一次能源来自于风能，风力发电直接受气候条件的影响，对长时间尺度下气候模式的变化较为敏感。气候变化可能明显改变风速的统计分布特性，影响风电出力与投资效益。如2014年，我国来风情况普遍偏小，整体较往年偏小8%-12%。受此影响，全国风电年利用小时数为1893h，同比下降181h。
当前我国北方大面积推广风电供暖，但在长时间尺度上风资源水平下降的条件下，就可能出现风电可用上网电量不足、无法满足低价风电供暖用电需求的风险。
3风电场运行优化
3.1风力发电机组
通过中控室的监控系统监视风力发电机组的各项参数变化及运行状态。当发现异常变化趋势时，通过监控程序的单机监控模式连续监视该机组的运行状态、采集数据的变化情况，并根据实际情况采取相应的处理措施，预防设备损毁、风机停运等事故的发生。定期到每台风机的现场将风机停止运行，不仅要通过目视观察等直观方法对风力发电机组外观进行巡检，还要耗费大量时间登上风机机舱对其内部设备运行状况进行巡检。若发现故障隐患，及时报告处理，查明原因，排除隐患，避免事故发生，减少经济损失。
3.2升压站变电及配电设备
运行人员除通过中控室监控系统对升压站设备的运行状态、运行数据、事件信息监控以外，还要定期巡检升压站变电及配电设备，记录设备运行状态，根据运行记录制定相关的维护工作计划检修维护设备。
3.3集电线路
风电场地理位置偏僻、地形复杂、气象条件恶劣、交通不便，一般采用人员登高或借助望远镜进行巡检，检查线路上设备是否存在缺陷。同时，由于风电场的线路较杆塔位置分布较分散，设备负荷变化较大，无规律，且设备高负荷运行时气象条件往往比较恶劣，输送可靠性存在隐患。这时需要巡检人员加大巡视检查的力度，确保集电线路的安全稳定运行。以上情况使得集电线路的运维工作难度大，耗时长，安全风险高。
3.4风电场对噪声和视觉影响
风机引起的噪声和视觉影响会给人们的生活带来烦恼。风机噪声可以分为机械和空气动力两种类型。机械噪声是由于风机部件如齿轮箱、发电机和轴承等运转产生的；空气动力性噪声是气流穿过风机叶片时产生的。风机转速增加，空气动力性噪声也增加。机械噪声主要是由风机齿轮、转轴等机械部件的活动造成的；空气动力学噪音主要包括风机叶片转动噪音和湍流噪音。机械噪声频率低于1000Hz，而且机械噪音可以在设计阶段通过增加隔音和防震支撑降低，因此空气动力学噪声是主要的噪声来源。当风速在8m/s左右或者更大时，由于风本身的噪音可能完全掩盖了风机的噪声，很难测量风机的声压级别。风速较低但足以使风机叶片转动时，风机产生的噪音更加值得注意。指出10m高度处的风速为5.1m/s时，风机产生的噪声是（48.5±1.6）dB，比周围环境的声音多出大约9dB。风速为8m/s时，风机产生的噪音范围是98~104dB，人在500m远的地方感受到的噪音是33~40dB。已有的研究指出风机产生的噪音声压级与其他社会噪音如公路交通、飞机等相比幅度很小。
结语
1）气候变化在长时间尺度上造成了较为明显的风速下降趋势，传统风资源评估方法未考虑风速的趋势性变化，存在较明显的缺陷。2）长时间尺度上风速下降具有较明显的地域分布特征，内陆地区站点风速下降速度较快，而沿海站点风速变化较平缓。3）变化风速条件下，内陆中、低风速风电场对于长期风速的变化更为敏感，进行此类风电场开发存在较突出的风险，需进行更完整的评估。
参考文献：
［1］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.风电场风能资源评估方法：GB/T18710-2002［S］.北京：中国标准出版社，2002.
［2］苏盛，陈金富，段献忠.全球暖化与电力系统的相互影响综述［J］.电网技术，2010，34（02）：33-40.