風(fēng)資源評(píng)估知識(shí)

風(fēng)資源評(píng)估相關(guān)知識(shí)

廣東明陽風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集團(tuán)2023/1/131a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)二、風(fēng)電機(jī)組選型三、宏觀與微觀選址2023/1/132a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)1.風(fēng)是怎么形成的？太陽輻射造成地球說明受熱不均，引起大氣層壓力分布不均，壓力的分布不均，導(dǎo)致大氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生的風(fēng)。大氣的運(yùn)動(dòng)主要有大氣環(huán)流和局地環(huán)流兩種。2023/1/133a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)2.風(fēng)資源評(píng)估的一些根本概念〔術(shù)語〕平均風(fēng)速風(fēng)廓線年平均風(fēng)速分布湍流極端風(fēng)速風(fēng)向、風(fēng)能玫瑰圖風(fēng)功率密度風(fēng)能密度

2023/1/134a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)平均風(fēng)速大氣隨時(shí)間和空間是隨機(jī)變化的，對(duì)于風(fēng)電行業(yè)來說我們關(guān)注的是大氣沿水平方向的運(yùn)動(dòng)。風(fēng)速〔水平風(fēng)速〕：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)空氣在水平方向上移動(dòng)的距離。平均風(fēng)速---一定時(shí)間段內(nèi)風(fēng)速變化的平均值，其計(jì)算公式為：年平均風(fēng)速Vave-----以年為時(shí)間單位的風(fēng)速變化的平均值。

2023/1/135a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)

2023/1/136a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)風(fēng)廓線因?yàn)闅怏w的粘性及地表粗糙度的不同，風(fēng)速沿高度方向是變化的，其變化符合一定的規(guī)律。目前常用表征風(fēng)廓線分布規(guī)律的有對(duì)數(shù)律分布和指數(shù)律分布兩種，IEC61400采用的是指數(shù)律分布。指數(shù)律分布：對(duì)數(shù)律分布：V(Z)Z高度處風(fēng)速Z距地面高度Zr參考高度α風(fēng)切變指數(shù)V(Z)Z高度處風(fēng)速Z距地面高度Zr參考高度Zo地表面粗糙長(zhǎng)度2023/1/137a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)年平均風(fēng)速分布年平均風(fēng)速分布：一年內(nèi)不同風(fēng)速累積小時(shí)數(shù)?！惨环N統(tǒng)計(jì)分析方法〕表征年平均風(fēng)速分布的有威布爾分布曲線、瑞利分布曲線和概率密度曲線等方式。威布爾分布：式中：k－形狀參數(shù)〔shapeparameter〕C－尺度參數(shù)(scaleparameter)2023/1/138a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)瑞利分布：〔瑞利分布是威布爾分布的取k=2的一個(gè)特例〕

概率密度曲線：

2023/1/139a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)

2023/1/1310a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)湍流短時(shí)間〔風(fēng)資源評(píng)估中一般取10分鐘〕內(nèi)的風(fēng)速波動(dòng)。湍流強(qiáng)度：式中：σ－風(fēng)速相對(duì)于10min平均風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)方差V－10min平均風(fēng)速湍流產(chǎn)生原因主要有兩個(gè)：1.當(dāng)空氣流動(dòng)時(shí)，由于地形地貌差異〔例如山峰、森林〕造成的與地表的“摩擦〞；2.由于空氣密度差異和氣溫變化的熱效應(yīng)導(dǎo)致空氣氣團(tuán)垂直運(yùn)動(dòng)。2023/1/1311a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)極端風(fēng)速較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)給定取樣時(shí)間下風(fēng)速的最大值。風(fēng)電行業(yè)表征極端風(fēng)速的方式有最大風(fēng)速和極大風(fēng)速兩種。最大風(fēng)速---給定時(shí)段內(nèi)的10分鐘平均風(fēng)速的最大值。極大風(fēng)速---給定時(shí)段內(nèi)的瞬時(shí)〔一般取3s均值〕風(fēng)速的最大值。風(fēng)電行業(yè)通常所說的50年一遇極端風(fēng)速是基于歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出的一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)值，這其中引入了概率的概念。例如：設(shè)計(jì)等級(jí)為IECIII類的機(jī)組，就是在50年內(nèi)，50年〔N〕一遇極端風(fēng)速〔3s平均值〕超出的概率是0.02(1/N)。2023/1/1312a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)風(fēng)向、風(fēng)能玫瑰圖風(fēng)向玫瑰圖---在極坐標(biāo)圖上繪出給定地在一年中各種風(fēng)向出現(xiàn)的頻率。因圖形與玫瑰花朵相似，故名取名玫瑰圖。風(fēng)能玫瑰圖---在極坐標(biāo)圖上繪出給定地在一年中各方向風(fēng)能值的統(tǒng)計(jì)圖。

風(fēng)向玫瑰圖和風(fēng)能玫瑰圖在我們后期微觀選址中是非常有用的。2023/1/1313a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)風(fēng)功率密度與風(fēng)向垂直的單位面積中風(fēng)所具有的功率。

式中：Dwp——平均風(fēng)功率密度；n——在設(shè)定時(shí)段內(nèi)的記錄數(shù)；

ρ——空氣密度；

νi——第i次記錄的風(fēng)速值。2023/1/1314a一、風(fēng)資源評(píng)估根底知識(shí)風(fēng)能密度在設(shè)定時(shí)段與風(fēng)向垂直的單位面積中風(fēng)所具有的能量。

式中：DWE——風(fēng)能密度；m——在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的記錄數(shù)；

ρ——空氣密度；

νj——第j次記錄的風(fēng)速；tj——第j次記錄風(fēng)速發(fā)生時(shí)間2023/1/1315a二、風(fēng)電機(jī)組選型1.風(fēng)機(jī)選型的依據(jù)-----IEC標(biāo)準(zhǔn)2023/1/1316a二、風(fēng)電機(jī)組選型其中：Vave---常年代〔代表年〕平均風(fēng)速；Vref---參考風(fēng)速，即50年一遇最大風(fēng)速；Iref、I15---平均風(fēng)速在15m/s區(qū)間的湍流強(qiáng)度特征值2023/1/1317a二、風(fēng)電機(jī)組選型在風(fēng)電場(chǎng)選型之前，我們需要確定風(fēng)電場(chǎng)的等級(jí)，再選擇適宜等級(jí)的機(jī)組。機(jī)型選擇的一般原那么：1.風(fēng)電機(jī)組等級(jí)應(yīng)高于或等于風(fēng)電場(chǎng)等級(jí)；2.盡量選用單機(jī)容量較大的機(jī)組；3.盡量選用較大的葉輪直徑；4.陸上風(fēng)機(jī)應(yīng)選擇較高的塔架，海上那么相反。

2023/1/1318a三、宏觀與微觀選址宏觀選址風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址即風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址選擇。是在一個(gè)較大的地區(qū)內(nèi)，通過對(duì)假設(shè)干場(chǎng)址的風(fēng)能資源和其它建設(shè)條件的分析和比較，確定風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)地點(diǎn)、開發(fā)價(jià)值、開發(fā)策略和開發(fā)步驟的過程，是企業(yè)能否通過開發(fā)風(fēng)電場(chǎng)獲取經(jīng)濟(jì)利益的關(guān)鍵所在。影響宏觀選址的因素有：風(fēng)能資源〔最主要影響因素〕和其它相關(guān)氣候條件、地形和交通運(yùn)輸、工程地質(zhì)、接入系統(tǒng)、海洋水文〔海上風(fēng)機(jī)〕、社會(huì)政治和經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素。2023/1/1319a三、宏觀與微觀選址宏觀選址根本原那么1〕、風(fēng)能資源豐富，風(fēng)能質(zhì)量好2〕、符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和地區(qū)開展規(guī)劃3〕、滿足聯(lián)網(wǎng)要求4〕、具備交通運(yùn)輸和施工安裝條件5〕、保證工程平安6〕、滿足環(huán)境保護(hù)的要求7〕、滿足投資回報(bào)要求

2023/1/1320a三、宏觀與微觀選址備選場(chǎng)址確實(shí)定在一個(gè)較大范圍內(nèi)，如全國(guó)或一個(gè)省，一個(gè)縣或一個(gè)電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)，確定幾個(gè)可能建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的區(qū)域。尋找備選場(chǎng)址的途徑：已建風(fēng)電場(chǎng)周圍；向?qū)I(yè)部門或?qū)I(yè)人員咨詢；國(guó)家風(fēng)能資源分布圖……對(duì)較小范圍〔如一個(gè)省或是市縣〕，我們就需要借助地形地貌特征〔例如走向和主風(fēng)向平行的隘口和峽谷〕來進(jìn)行場(chǎng)址的選取了。當(dāng)然我們也可以利用CFD工具來進(jìn)行模擬。

2023/1/1321a三、宏觀與微觀選址在前面我們主要考慮的是風(fēng)能資源大小，我們還必須考慮：土地的可用性地形地貌、地質(zhì)交通運(yùn)輸電網(wǎng)情況初步確定測(cè)風(fēng)塔的位置以上這些工作就需要我們進(jìn)行實(shí)地考察。2023/1/1322a三、宏觀與微觀選址考察風(fēng)能的大小，主要通過：咨詢當(dāng)?shù)貧庀蟛块T，并搜集相關(guān)氣象資料。聽取當(dāng)?shù)鼐用竦拿枋鲇^察有無風(fēng)成地貌通過考察以后，綜合風(fēng)能資源和其它建設(shè)條件，排除那些不具備一項(xiàng)或多項(xiàng)建設(shè)條件的地點(diǎn)，如風(fēng)能很小、接入系統(tǒng)造價(jià)很高甚至無法解決等，即可確定假設(shè)干個(gè)備選場(chǎng)址，轉(zhuǎn)入下一步工作：風(fēng)能資源測(cè)量。風(fēng)能資源測(cè)量，參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?GB/T18709-2002風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法?2023/1/1323a三、宏觀與微觀選址測(cè)風(fēng)需嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真對(duì)待。安裝、檢測(cè)報(bào)告，有人值守，檢修記錄，一年以上測(cè)風(fēng)……測(cè)風(fēng)完成后，認(rèn)真仔細(xì)評(píng)估，確定工程地點(diǎn)、范圍和容量……開始著手微觀選址及相關(guān)設(shè)計(jì)與勘查……2023/1/1324a三、宏觀與微觀選址微觀選址風(fēng)電機(jī)組具體位置的選擇和確定。其主要目的是通過對(duì)假設(shè)干方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的布置方案，使風(fēng)電場(chǎng)獲得較好的發(fā)電量，到達(dá)最正確的收益。風(fēng)電場(chǎng)微觀選址的影響因素有很多，風(fēng)能資源分布情況當(dāng)然是最主要的，同時(shí)要考慮運(yùn)輸、耕地、林地、墳地、民居、雷達(dá)站、信號(hào)塔、地質(zhì)情況和損耗等多重因素。微觀選址的根本原那么：1〕根據(jù)風(fēng)向和風(fēng)能玫瑰圖，使風(fēng)機(jī)間距滿足發(fā)電量較大，尾流影響較小為原那么。

2023/1/1325a三、宏觀與微觀選址2〕風(fēng)電機(jī)的布置應(yīng)根據(jù)地形條件，充分利用風(fēng)電場(chǎng)的土地和地形，恰中選擇機(jī)組之間的行距和列距，盡量減少尾流影響，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕煌ㄟ\(yùn)輸和安裝條件選擇機(jī)位。3〕考慮風(fēng)電場(chǎng)的送變電方案、運(yùn)輸和安裝條件，力求輸電線路長(zhǎng)度較短，運(yùn)輸和安裝方便。不宜過分分散，便于管理，節(jié)省土地，充分利用風(fēng)力資源。借鑒國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，掌握根本方法和原那么，總結(jié)規(guī)律……2023/1/1326a三、宏觀與微觀選址風(fēng)電機(jī)組的布置和發(fā)電量的計(jì)算，一般都借助于WAsP、WindFarmer、WindSim、WT和WindPRO等風(fēng)資源處理分析軟