风电场运行期噪声影响范围及防治措施

郭晓娜 张爽爽

摘要：自改革开放之后，我国风电装机增长迅速，风电机组规模逐渐朝着大型化方向发展，为了进一步提高风电场运行效率，开发区域已转移至低风速地区。由于管理部门缺少对风电场运行噪声排放问题的重视，风电场噪声污染问题日渐突显，噪声扰民现象严重，加剧了风电场与群众之间的矛盾，对风电场运行稳定以及经济效益获取造成了一定阻碍。本文主要围绕风电场运行期间噪声影响范围展开论述，并提出针对性措施，希望能够对风电场周围噪声进行科学控制。

关键词：风电场运行;噪声影响范围;防治措施

引言

现阶段，我国面临着资源供应紧张，环境保护标准愈加严格的局面，风能作为可再生能源的基本类型，具有清洁性作用，在风能资源较为丰富地区一经推广就受到了大众青睐，其逐渐成为未来我国电力资源主要来源之一。改革开放之后，我国风电装机增长迅速，但是与传统能源发电相比，占比仍然只是小数。据调查，2021年1月-8月全国发电量累计为5.3894万亿千瓦时，相比2020年同期增长了6166.1亿千瓦时，累计同比增长11.3%，其中风电发电量3650.8亿千瓦时，占比为全国发电量的6.77%，具有非常强大的发展潜力。

1、风力发电机结构

发展到现代的风力发电机组，按照传动链结构特点可分为三大类主流常见的机组：第一、低速发电机（传动比=1），分为永磁直驱或励磁直驱机组;第二，B-中速发电机（传动比=10～50），半直驱机组;第三、C-高速发电机（传动比=50-100+以上），双馈或失速型机组。其主要的组成可以分为三大部分：第一、主传动系统：主轴、主轴承、 齿轮箱、 刹车系统 联轴器、发电机、 锁定系统、润滑系统;第二、偏航系统：偏航电机、偏航减速器 偏航轴承、制动系统;第三、变桨系统：变桨电机、变桨减速器 变桨轴承。

2、噪声影响

2.1噪声源

风电机组噪声主要来自空气动力学噪声、机械噪声及结构噪声。机械噪声及结构噪声主要有：由于齿轮、轴承等机械部件在运转过程中相互碰撞摩擦产生振动，而通过固体结构辐射噪声;不平衡的电磁力使发电机产生电磁振动，并通过固体结构辐射电磁噪声;由转动轴等旋转机械部件产生周期作用力激发的噪声。

2.2噪声影响范围

风能发电厂机群排列是通过测风塔所测得的当地风场参数确定。通常情况下，如果是风机排距大于200m，则风机之间产生的影响即可忽略不计。但现阶段，由于国内外大中型风电场风机排距一般都大于200m，所以，在对声环进行评估时，一般都不考虑单台风机群噪声影响问题，而是重点分析单台风机对其周边声环产生的环境影响。一般风力发电机应远离居住区250米以上会满足要求。噪声在60分贝下坏境是安全环境，在80分贝以上为噪声环境，白天等效噪声值为55分贝，夜间应低于40分贝，商业工业混杂区噪声值为60分贝，超标则影响人体健康。

风机周围环境受声点噪声是由环境背景噪声和风机噪声能量衰减叠加后的声级。风机噪声主要为空气动力型噪声，即主要是旋转的风机叶片和空气的摩擦声，对于同一风机，其噪声主要与风速有关，当风速增加时，风机噪声随之增大。

对新建风电场，选取合适的噪声预测模型，并将风速8m/s作为考虑因素，同时类比当地同类机型噪声监测结果，综合分析后，确定噪声影响范围，并划定为以风机机座为中心、夜间噪声达标距离为半径的圆形区域，作为噪声防护区，提出噪声防护区内不能建设居民住宅等敏感建筑物的建议。

对已建风电场，由于风机实际运行过程中，所处环境中的风速不断变化，因此从最不利影响因素角度分析，在确定风力发电机组噪声影响范围时，应以当地风速8m/s情况下，夜间噪声的达标距离为准。

3、声环境保护目标

通常情况下，风电场声环境敏感目标多指住宅区、机关单位、学校医院、野生保护区等场所，这些场所对噪声具有一定敏感性。风电场会分布在人口稀少区域，如西北黄土高原上，敏感目标多为住宅区，且具有分散性分布特征，一片区域只有1到3户居民。

4、噪声防治措施

4.1新建风电场噪声预防措施

对新建风电场，应严格秉持“预防为主、防治结合”原则，在环境影响评价、设计、设备采购、运行阶段对风机噪声予以控制。①在环评、设计、选址阶段，详细调查每台风机噪声影响范围内的敏感目标分布情况，一旦防护距离区域内的居民，则首先采取避让保护距离措施，并调整各风机机位。在不可避免的情形下，对附近居民等敏感点进行了搬迁，并根据国家有关法规予以了赔偿。②风机厂家早在生产时就制定了如下的安全措施：风电机采用隔音防震型，变速齿轮箱为减噪型，风机舱内表层贴覆阻尼隔声材料，叶片用减速叶片等[1]。

4.2已建成风电场噪声治理措施

对于已建成风电场噪声防治措施，可以从噪声源、噪声传播途径和噪声接受者三方面控制。①噪声源。降低声源本身的噪声是治本的方法。针对风机噪声产生特点，目前噪声源控制措施主要从降低机械噪声入手，如阻尼减振、隔声、消声、吸声及隔振等。②传播途径。由于风机体积大、高度较高，采取隔声屏障、绿化隔离带等措施，对噪声影响范围内敏感目标噪声治理效果不明显[2]。

总结

风电场建设普遍存在噪声污染严重情况，而噪声排放又属于环境影响当中的一种，相关管理部门应高度重视这类问题。在建设风电场过程中，应对每个机位进行逐一噪声评估，采取科学手段控制噪声传播，达到降噪目的。同时，对由降噪措施引起的电量损耗进行定量分析，尽可能调节噪声控制合理与风电场建设经济性之间关系，确保风电场建设顺利开展。

参考文献：

[1]杨柳，陈少敏，巫发明，李润旭，陈世超.兆瓦级风电机组噪声源研究及降噪优化[J].风能，2021（07）：80-85.

[2]李曉玲，蒋立荣，李凌云.风电场运行期噪声影响范围及防治措施[J].内燃机与配件，2020（04）：88-89.DOI：10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2017.04.038.

作者简介：郭晓娜，出生年月：1982/08/27，性别：女，民族：  蒙古，籍贯：内蒙古呼和浩特市，学历：  大学本科，职称：  工程师，研究方向：环境工程