現(xiàn)場工況條件下風電場噪聲測試與評價

牟天祎　顧沈驊　陸軼　王馥華　孫榮華

摘要：基于現(xiàn)場工況條件，針對風電場的噪聲提出測試方法，綜合功率、風速、測試時間、測點位置多個方面的工況條件，對容易受到風電機組噪聲污染的點進行測量與評估，并對檢測的技術(shù)要求和具體試驗方法進行了介紹。

關(guān)鍵詞：風電場;噪聲測試;評價方法

0 引言

隨著風電行業(yè)的迅速發(fā)展，我國已成為全球風電裝機第一大國。風電快速發(fā)展的同時也帶來了一系列問題，特別是在風電產(chǎn)品的相關(guān)質(zhì)量監(jiān)督和檢測認證以及對風電場內(nèi)風電機組的設(shè)備驗收方面，缺乏完善的標準體系和檢測認證體系，制約了國內(nèi)風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。開展風電機組檢測，可以為解決風電機組故障提供技術(shù)支持，還可以得到關(guān)于風電機組的第一手數(shù)據(jù)，便于分析故障原因[1];開展風電機組檢測，可以為風電機組優(yōu)化控制策略提供幫助，保證風電機組在不同場地條件和不同風況條件下都能保持良好的運行狀態(tài)，提供最大可能的發(fā)電量[2]。

根據(jù)某風電場要求，對風電場內(nèi)風電機組設(shè)備進行噪聲測試。本文基于該測試，對風電場現(xiàn)場工況下的噪聲進行評價，為風電場設(shè)備針對噪聲的驗收及評價提供了一種思路及方法。對于風力發(fā)電行業(yè)，我國制定了風電場以及風力發(fā)電機組的噪聲限值標準來限制風力發(fā)電機組產(chǎn)生的噪聲，為了將噪聲控制在標準要求的范圍內(nèi)，首先需要對風力發(fā)電機的噪聲進行測試，然后依據(jù)測試分析得出的噪聲產(chǎn)生原因進行治理和控制，以達到標準要求，盡量減少噪聲污染[3]。

1 項目背景

某風電場擁有多臺1 500 kW機型的風力發(fā)電機組，已正式上電運行，在試運行期間，風力發(fā)電機組在運行過程中噪聲過大，影響周圍居民的正常生活，據(jù)反饋噪聲較大的機位有A02、A03、A05、A22、A24。對風電場機組噪聲水平開展評價，進行實地現(xiàn)場測試，由于現(xiàn)場工況限制，就現(xiàn)有數(shù)據(jù)給出噪聲測試結(jié)果分析。

目前針對環(huán)境噪聲限值的標準主要有《社會生活環(huán)境噪聲排放標準》（GB 22337—2008）、《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》（GB 12348—2008）和《聲環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3096—2008），前兩個標準針對的噪聲排放對象有區(qū)別，但針對不同的聲環(huán)境功能區(qū)的噪聲限值一致。由于風電場的特殊性，在噪聲測試的方法上與傳統(tǒng)行業(yè)的噪聲測試方法有所區(qū)別。為了解決風電場噪聲測試的特殊問題，電力行業(yè)專門制定了針對風電場的噪聲標準《風電場噪聲限值及測量方法》（DL/T 1084—2008），該標準定義了風電場噪聲的測試方法，噪聲數(shù)據(jù)的記錄與修正，并對不同區(qū)域做了更詳細的說明。

2 測試方案

2.1 ? ?項目情況介紹

該風電場工程位于兩個山脈之間的山地丘陵區(qū)，海拔高度在550～1 000 m，地貌以山地、丘陵為主，植被以灌木為主。

2.2 ? ?測試目的

風電場機組噪聲對周圍環(huán)境及噪聲敏感物的影響。

2.3 ? ?測試設(shè)備

主要測試設(shè)備有風電機組噪聲監(jiān)測系統(tǒng)（聲級計、麥克風、校準器、三腳架、測距工具）、風電風場環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（風速計、氣壓、功率、測風塔）。

測試設(shè)備是依據(jù)相關(guān)標準來選取的，并在測試前后進行了校準，設(shè)備信息如表1所示。

2.4 ? ?測試時段

測量在被測風電場的正常工作時間內(nèi)進行，分為晝、夜兩部分，由于夜間對噪聲要求值比較高，若白天測試的數(shù)值能滿足夜晚的要求，則部分測點也可省去夜間測試。

一般情況下，白天測試時間：06：00—22：00;晚上測試時間：22：00—次日06：00。

2.5 ? ?測點情況介紹

根據(jù)實地勘察情況，把測點設(shè)定在機位A02、A03、A05、A22、A24附近位置。

測點位置的選擇原則：選取噪聲敏感建筑物外，高度1.2 m以上，距任一反射面不小于1 m的位置。根據(jù)附近居民受影響的程度，選定了居民住宅（C1）、學校（C2）作為測試點，測點和機組位置如圖1所示。居民住宅（C1）測點受A24和A22機組影響較大，點C1到A24和A22機組的機艙距離分別為275 m和285 m;學校（C2）測點目前受A22和A02機組影響較大，點C2到A24、A22、A02、A03和A05機組的機艙距離分別為485 m、342 m、361 m、520 m和578 m。

2.6 ? ?計劃測試工況

原計劃測試工況分為白天測試工況和夜間測試工況。

2.6.1 ? ?白天測試

（1）運行噪聲：風力發(fā)電機組正常運行，在300 kW、600 kW、900 kW、1 200 kW、1 425 kW每個功率段附近采集并記錄3組數(shù)據(jù);

（2）背景噪聲：風力發(fā)電機組停機狀態(tài)，與風機正常運行相同風速條件下的背景噪聲，采集并記錄3組數(shù)據(jù);

（3）若風大，能夠滿發(fā)，也可分別限功率到300 kW、600 kW、900 kW、1 200 kW、1 425 kW，每個功率段測試并記錄3組數(shù)據(jù)。

2.6.2 ? ?夜間測試

（1）運行噪聲：風力發(fā)電機組正常運行，在300 kW、600 kW、900 kW、1 200 kW、1 425 kW每個功率段附近采集并記錄3組數(shù)據(jù);

（2）背景噪聲：風力發(fā)電機組停機狀態(tài)，與風機正常運行相同風速條件下的背景噪聲，采集并記錄3組數(shù)據(jù);

（3）若風大，能夠滿發(fā)，也可分別限功率到300 kW、600 kW、900 kW、1 200 kW、1 425 kW，每個功率段測試并記錄3組數(shù)據(jù)。

2.7 ? ?實際測試工況和影響因素