风资源评估知识讲解
风资源评估与风电场选址相关知识讲解
第二节 风电场宏观选好的地区 1) 年平均风速较高 2) 风功率密度大 3) 风频分布好 4) 可利用小时数高
第二节 风电场宏观选址
宏观选址主要条件
2.风向基本稳定 主要有一个或两个盛行风向（盛行风向
第三节 风电场微观选址
微观选址原则： 三、风力发电机组排列方式
2.当场地为多风向区，机群一般采用“田”型 或圆形分布。风机间距10~12倍风轮直径。
3.对于复杂地形，要根据实际地形选址。
风资源评估与风电场选址 相关知识讲解
主要内容
风能资源的评估 风电场宏观选址 风电场微观选址
第一节 风能资源的评估
风能资源评估步骤 1.资料收集及分析 2.风能资源普查分区 3.风电场宏观选址 4.风电场风况观测 5.风力发电机组微观选址
第一节 风能资源的评估
一 、
1.资料收集及分析
风
从地方气象台收集气象、地理及地质数
气流流经孤立山丘时主要形式是绕流运动，山 丘与盛行风向相切的两侧上半部是最佳位置，其 次是山顶，应避免在背风面布机。
第三节 风电场宏观选址
复杂地形微观选址原则： 3、海陆对风的影响
由于海面摩擦阻力比陆地要大，在气压梯度相 同的条件下，低层大气中海面上的风速比陆地大 。近海风能潜力比陆地大50%左右。
资 源 评
析结果，对风电机组具体位置进行定位 排布。
估
步
骤
第一节 风能资源的评估
一 、
风能资源评估参数
风 1.平均风速
能 资
2.风功率密度
源 3.主要风向
评 估
4.年风能可利用时间
步
骤
重点讲解风电场风能资源评估方法
风电场风能资源评估方法（GB/T18710-2002）1范围本标准规定了评估风能资源应收集的气象数据、测风数据的处理及主要参数的计算方法、风功率密度的分级、评估风能资源的参考判据、风能资源评估报告的内容和格式本标准适用于风电场风能资源评估。
2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 18709-2002风电场风能资源测量方法3定义本标准采用下列定义。
3.1风场wind site拟进行风能资源开发利用的场地、区域或范围。
3.2风电场wind farm由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。
3.3风功率密度wind power density与风向垂直的单位面积中风所具有的功率。
3.4风能密度wind energy density在设定时段与风向垂直的单位面积中风所具有的能量。
3.5风速wind speed空间特定点的风速为该点周围气体微团的移动速度。
3.6平均风速average wind speed给定时间内瞬时风速的平均值，给定时间从几秒到数年不等3.7最大风速maximum wind speed10 min平均风速的最大值。
3.8极大风速extreme wind speed瞬时风速的最大值。
3.9风速分布wind speed distribution用于描述连续时限内风速概率分布的分布函数。
3.10威布尔分布Weibulldistribution经常用于风速的概率分布函数，分布函数取决于两个参数，控制分布宽度的形状参数和控制平均风速分布的尺度参数。
3.11瑞利分布Rayleigh distribution经常用于风速的概率分布函数.分布函数取决于一个调节参数，即控制平均风速分布的尺度参数。
注:瑞利分布是形状参数等于2的威布尔分布。
3.12日变化diurnalvariation以日为基数发生的变化。
风资源评估知识ppt课件
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一、风资源评估基础知识
风向、风能玫瑰图
风向玫瑰图---在极坐标图上绘出给定地在一年中各种 风向出现的频率。因图形与玫瑰花朵相似，故名取名玫瑰 图。
风能玫瑰图---在极坐标图上绘出给定地在一年中各方 向风能值的统计图。
I 湍流强度： / V
式中： σ－风速相对于10min平均风速的标准方差 V－10min平均风速 湍流产生原因主要有两个： 1.当空气流动时，由于地形地貌差异（例如山峰、森林） 造成的与地表的“摩擦”； 2.由于空气密度差异和气温变化的热效应导致空气气团 垂直运动。
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一、风资源评估基础知识
极端风速 ➢ 较长时间内给定取样时间下风速的最大值。 ➢ 风电行业表征极端风速的方式有最大风速和极大风速两种。 ➢ 最大风速---给定时段内的10分钟平均风速的最大值。 ➢ 极大风速---给定时段内的瞬时（一般取3s均值）风速的 最大值。 ➢ 风电行业通常所说的50年一遇极端风速是基于历史统计数 据得出的一个统计数值，这其中引入了概率的概念。
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三、宏观与微观选址
备选场址的确定 在一个较大范围内，如全国或一个省，一个县
或一个电网辖区内，确定几个可能建设风电场的区 域。
寻找备选场址的途径：已建风电场周围；向专 业部门或专业人员咨询；国家风能资源分布图……
对较小范围（如一个省或是市县），我们就需 要借助地形地貌特征（例如走向和主风向平行的隘 口和峡谷）来进行场址的选取了。当然我们也可以 利用CFD工具来进行模拟。
1.风电机组等级应高于或等于风电场等级； 2.尽量选用单机容量较大的机组； 3.尽量选用较大的叶轮直径； 4.陆上风机应选择较高的塔架，海上则相反。
风电基础知识培训风能资源评估方法
风电基础知识培训风能资源评估方法风电基础知识培训——风能资源评估方法风能已经成为全球清洁能源发展的重要组成部分，风电作为其中的一个主要载体，对于推动可持续发展具有重要意义。
要充分利用风能资源，对风能资源进行准确评估是至关重要的。
本文将介绍风能资源评估的方法和技术。
一、地面观测法地面观测法是最传统也是最常用的风能资源评估方法之一。
通过在特定地点设立测风塔，利用风速风向仪等设备进行实时观测，得到的数据可用于风能资源评估。
这种方法的优点是直接可靠，数据准确性较高，但其缺点是成本较高，需要长时间的观测，且受地点限制。
二、卫星遥感法卫星遥感法是一种相对较新的风能资源评估方法。
通过利用卫星图像和遥感技术，可以对大范围的风能资源进行评估。
该方法具有广覆盖、快速获取数据的优势，但其缺点是数据准确性相对较低，需要进行一定的校正和验证。
三、数值模拟法数值模拟法是一种基于大气动力学原理的风能资源评估方法。
通过建立大气模型，模拟风场的分布情况，可以得到地理区域内不同高度、不同时间段的风能资源数据。
该方法的优点是高效、可模拟多种复杂情况，但其缺点是对模型参数和初始条件要求较高。
四、GIS技术GIS技术是一种将地理信息与风能资源评估相结合的方法。
通过将地理数据与风能资源数据进行综合分析，可以准确评估风能资源的分布情况、潜力等。
该方法的优点是数据处理和可视化效果好，但其缺点是对数据的获取和处理需求较高。
五、测量仪器和装置除了以上几种方法外，还可以利用各种测量仪器和装置进行风能资源评估。
例如，利用声音传感器可以测量风的速度和方向，利用红外线传感器可以测量风的温度和湿度等。
这些测量仪器和装置的选择取决于具体评估的需求和条件。
综上所述，风能资源评估是风电项目开发的重要环节。
地面观测法、卫星遥感法、数值模拟法、GIS技术以及测量仪器和装置都是常用的评估方法。
在实际应用中，可以根据具体情况选择适合的方法进行评估，以确保最终评估结果的准确性和可靠性。
光伏与风资源评估中几个重要参数及其定义
光伏与风资源评估中几个重要参数及其定义风速：空气相对于地球某一固定地点的运动速率，风速的常用单位是m/s 。
平均风速：一定时段内，数次观测的风速的平均值。
一般表达方式为[m/s]。
瞬时风速：某时刻空间某点上的真实风速，由平均风速和脉动风速组成。
风切变：风速随高度的变化规律称之为风切变，在大气边界层中，风速随高度发生变化，其变化规律称为风速廓线，一般以对数或幂指数方程形式表现，其指数α就是风切变指数。
湍流强度：反映脉动风速的相对强度，是衡量风稳定性的重要指标。
其计算公式如下，是脉动风速的均方差与平均风速的比值。
风能：空气运动的动能
风功率密度：单位面积时，风能具有的功率（W/m2），计算公式如下：
风向：指风的方向，通常用16个方位来表示风向。
按照月或者年统计风向变化的平均值，可以绘制出风向玫瑰图。
50年一遇最大风速：风电场在设计时，从安全性和经济性综合考虑，要合理确定一个设计最大风速，这个值是要间隔相当时期才会出现的（间隔的时期为重现期），根据全国风能资源评价技术规定，风电场设计的重现期为50年，即50年一遇最大风速。
代表年风资源数据：根据风电场附近气象站等长期测站观测数据，用相关分析的方法将验证后的风电场测风数据订正为一套反映风电场长期平均水平的代表性数据，即风电场代表年的逐小时风速风向数据。
风电场前期风资源评估
风电场前期风能资源评估风电场前期风能资源评估（SPWRA-3000）是整个风电场建设、运行的重要环节，是风电项目的根本，对风能资源的正确评估是风电场建设取得良好经济效益的关键，有的风电场建设因风能资源评价失误，建成的风电场达不到预期的发电量，造成很大的经济损失。
据调查，目前许多风电场建成投产后的年平均发电量要比预测值低20%~30%。
同时由于风电场在建设初期需对区域风资源进行评估，业主不得不在该区域建立大量的测风塔进行考查以寻找合适的风场建设点。
据分析，拟建风场场址需提供1到3年当地连续有效风资源气象信息方可确立。
为此业主需投入大量的人力、财力、时间和空间成本。
为解决风电场选址带来诸多限制条件，国能日新通过多年的气象经济分析及电力工程实践经验，可准确分析当地区域的风能资源图谱，大量的降低业主的各项投资成本，为风电场的前期选址规划提供可靠依据。
一、功能概述1、风能地图简介国能日新长期以来经营着国内300多家风电场的风资源预报业务和风电并网服务，因此存储了中国境内每一个经纬度坐标的风资源时间序列。
基于这一大规模数据库，我们可以根据用户需要，定制局部地区的风资源分布地图——风能地图。
下图是中国区域的风能分布示意图。
颜色越红，代表年均风速越大。
2、风能地图原理在风能地图上我们可以直观看到不同地域的风能大小。
如果说风能投资最终取决于天时（风资源）、地利（接入条件）、人和（当地公共关系）的话，那么风能地图为风电场宏观选址提供了必不可少的天时（风资源条件）的遴选前提。
然而风能地图的生成却是非常复杂的过程。
为了对我们的技术进行验证，中国水电集团公司新能源分公司向我公司提供了吉林和山西4个自有测风塔的经纬度，国能日新从我们的气象系统中计算得到上述4个地理坐标处的风资源时间序列，提交贵公司进行验证。
最终验证的结果十分令人满意，序列的相关度相当之高（超过60%）。
上述实验显示国能日新公司有能力计算中国境内每一个地理坐标点的长达一年以上的风资源时间序列。
风资源测量与评估-测风系统选址
风资源测量与评估
化德县气象站风能资源分析
（3）风能资源状况 鄂托克旗风能资源较为丰富，该地区年平
均风速3.27m/s，风速具有风力强、且相对 稳定的特点，主导风向依次为W、WNW、 NW向，风向稳定。
风资源测量与评估
二、具体场址的测风数据
周围地形相对平坦的数据比较有代表性,大多 数机场的观测设备都邻近跑道，周围地形开没 有障碍。由于风会受到建筑物的影响，观测设 备在建筑物顶部位置时所测数据可能不够精确。
风资源测量与评估
二、具体场址的测风数据
平均风速随高度变化的规律称为风剪切或风 速廓线，风速廓线可采用对数律分布。
对已有风能资源数据的利用
风资料的一般来源包括当地气象服务站、 机场、环保、电力系统等机构，在收集风资料 时应该多联系几家机构，以获得能覆盖所要地 区的全部资料或能提供风能资源特性的全部统 计。
风资源测量与评估
内蒙古化德县6#风电场一期（45MW）
• 参证气象站与拟建风电场相关性分析
• 此次所选的参证气象站是化德县气象站，该气象 站距化德县6#风电场场区较近。气象站周围地形 也比较平坦，海拔高度为1482.7m。与拟建风电 场场区地形相近。它们之间并无高山等障碍物阻 挡，该气象站观测项目较为齐全，大部分项目有 30年以上观测记录长系列，代表性好。因此，该 气象站基本符合作为本次参证气象站的要求。
分析地形图是选址工作顺利进行的有效方法， 是确定合适的地形特征的最好的资料。对 于地形图分析，应尽量辨认可能比周围地区有 更高平均风速的特征·这种方法在相关的历史风 速资料较少或完全没有的地区尤其重要。
风资源测量与评估
风力发电工程师的风力资源评估和风力发电技术资料
风力发电工程师的风力资源评估和风力发电技术资料随着对可再生能源需求的增加，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，逐渐受到了广泛关注。
作为风力发电工程师，风力资源评估和技术资料是你在工作中必不可少的知识基础。
本文将为您介绍风力资源评估的步骤和风力发电技术资料的相关内容。
一、风力资源评估1. 数据采集和分析风力资源评估的第一步是收集和分析有关风力资源的数据。
您可以从各种数据源中获取数据，包括国家气象局、风能研究中心等。
这些数据包括风速、风向、气象条件等信息。
通过对这些数据进行分析，可以了解特定地区的风能潜力。
2. 风能潜力计算通过采集的数据，可以使用不同的数学模型或软件来计算风能潜力。
这些模型将考虑地形、地面覆盖、大气层厚度等因素，从而准确地预测风力资源的可利用程度。
这些计算结果将为风力发电项目的规划和设计提供重要依据。
3. 风力预测利用历史数据及数学模型，可以对风力进行预测。
这对于风力发电场具有重要意义，因为它可以帮助工程师更好地规划发电设备的布局和风能利用效率。
二、风力发电技术资料1. 风力发电机组技术资料风力发电机组是将风能转化为电能的核心设备。
了解不同类型的风力发电机组的技术参数和性能特点是风力发电工程师必备的知识。
此外，还需掌握风力发电机组的安装、维护和故障排除等相关技术资料。
2. 输电线路和电网接入技术资料一旦风力发电机组产生电能，就需要将其输送到电网中。
因此，了解输电线路的布局、电缆规格、安装标准和电网接入的相关技术资料是非常重要的。
这样可以确保风力发电设备与现有电网的高效连接。
3. 风力发电场设计和施工资料风力发电场的规划和设计需要充分考虑到地形、土地使用、环境影响等因素。
了解风力发电场的设计标准、施工流程和相关技术资料将对项目的成功实施起到至关重要的作用。
4. 风力发电技术研究报告和最新进展风力发电技术是一个不断发展和创新的领域。
作为风力发电工程师，了解最新的技术研究报告和行业进展非常重要。
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一、风资源评估基础知识
2.风资源评估的一些基本概念（术语） 平均风速 风廓线 年平均风速分布 湍流 极端风速 风向、风能玫瑰图 风功率密度 风能密度
一、风资源评估基础知识
平均风速
➢ 大气随时间和空间是随机变化的，对于风电行业
来说我们关注的是大气沿水平方向的运动。
➢ 风速（水平风速）：单位时间内空气在水平方向
年平均风速分布 ➢ 年平均风速分布：一年内不同风速累积小时数。 （一种统计分析方法） ➢ 表征年平均风速分布的有威布尔分布曲线、瑞 利分布曲线和概率密度曲线等方式。
➢ 威布尔分布： PW (V ) 1 exp[ (V / C )k ]
式中： k－形状参数（shape parameter） C－尺度参数(scale parameter)
I 湍流强度： / V
式中： σ－风速相对于10min平均风速的标准方差 V－10min平均风速 湍流产生原因主要有两个： 1.当空气流动时，由于地形地貌差异（例如山峰、森林） 造成的与地表的“摩擦”； 2.由于空气密度差异和气温变化的热效应导致空气气团 垂直运动。
一、风资源评估基础知识
极端风速 ➢ 较长时间内给定取样时间下风速的最大值。 ➢ 风电行业表征极端风速的方式有最大风速和极大风速两种。 ➢ 最大风速---给定时段内的10分钟平均风速的最大值。 ➢ 极大风速---给定时段内的瞬时（一般取3s均值）风速的 最大值。 ➢ 风电行业通常所说的50年一遇极端风速是基于历史统计数 据得出的一个统计数值，这其中引入了概率的概念。
或一个电网辖区内，确定几个可能建设风电场的区 域。
寻找备选场址的途径：已建风电场周围；向专 业部门或专业人员咨询；国家风能资源分布图……
对较小范围（如一个省或是市县），我们就需 要借助地形地貌特征（例如走向和主风向平行的隘 口和峡谷）来进行场址的选取了。当然我们也可以 利用CFD工具来进行模拟。
三、宏观与微观选址
宏观选址 风电场宏观选址即风电场场址选择。是在一个较大
的地区内，通过对若干场址的风能资源和其它建设条件 的分析和比较，确定风电场的建设地点、开发价值、开 发策略和开发步骤的过程，是企业能否通过开发风电场 获取经济利益的关键所在。
影响宏观选址的因素有：风能资源（最主要影响因 素）和其它相关气候条件、地形和交通运输、工程地质、 接入系统、海洋水文（海上风机）、社会政治和经济技 术因素。
上移动的距离。
➢ 平均风速---一定时间段内风速变化的平均值，其
计算公式为
：V
1 t 2 t1
t2 V (t )dt
t1
➢ 年平均风速Vave-----以年为时间单位的风速变化
的平均值。
一、风资源评估基础知识
一、风资源评估基础知识
风廓线 ➢ 因为气体的粘性及地表粗糙度的不同，风速沿高度方 向是变化的，其变化符合一定的规律。 ➢ 目前常用表征风廓线分布规律的有对数律分布和指数 律分布两种，IEC 61400采用的是指数律分布。
指数律分布：
对数律分布：
V (Z ) ( Z ) V (Zr ) Zr
V(Z) Z Zr α
Z高度处风速 距地面高度 参考高度 风切变指数
V (Z ) ln(Z / Z0 ) V (Zr ) ln(Zr / Z0 )
V(Z) Z Zr Zo
Z高度处风速 距地面高度 参考高度 地表面粗糙长度
一、风资源评估基础知识
其中： Vave---长年代（代表年）平均风速； Vref---参考风速，即50年一遇最大风速； Iref 、 I15 ---平均风速在15m/s区间的湍流强度特征值
二、风电机组选型
➢ 在风电场选型之前，我们需要确定风电场的 等级，再选择合适等级的机组。 ➢ 机型选择的一般原则：
1.风电机组等级应高于或等于风电场等级； 2.尽量选用单机容量较大的机组； 3.尽量选用较大的叶轮直径； 4.陆上风机应选择较高的塔架，海上则相反。
一、风资源评估基础知识
➢ 瑞利分布：
PR (V ) 1 exp[ (V / 2Vave)2 ]
（瑞利分布是威布尔分布的取k=2的一个特例）
➢ 概率密度曲线：
pW
(V
)
k C
(V C
)k 1
exp[(V
/
C)k
]
一、风资源评估基础知识
一、风资源评估基础知识
湍流 短时间（风资源评估中一般取10分钟）内的风速波动。
风向玫瑰图和风能玫瑰图在我们后期微观选址中是非 常有用的。
一、风资源评估基础知识
风功率密度
与风向垂直的单位面积中风所具有的功率。
v DWP
1 2n
n i 1
( )(
3)
i
式中：
Dwp——平均风功率密度；
n ——在设定时段内的记录数；
ρ ——空气密度；
νi——第i次记录的风速值。
一、风资源评估基础知识
风能密度
在设定时段与风向垂直的单位面积中风所具有的能量。
v DWE
1 2
m
( )(
j 1
3 j
)t
j
式中：
DWE——风能密度； m ——在设定时间段内的记录数； ρ——空气密度； νj ——第j次记录的风速；
tj——第j次记录风速发生时间
二、风电机组选型
1.风机选型的依据-----IEC标准
二、风电机组选型
三、宏观与微观选址
宏观选址基本原则 1）、风能资源丰富，风能质量好 2）、符合国家产业政策和地区发展规划 3）、满足联网要求 4）、具备交通运输和施工安装条件 5）、保证工程安全 6）、满足环境保护的要求 7）、满足投资回报要求
三、宏观与微观选址
备选场址的确定 在一个较大范围内，如全国或一个省，一个县
例如： 设计等级为IEC II5m/s的概率是0.02(1/N)。
一、风资源评估基础知识
风向、风能玫瑰图
风向玫瑰图---在极坐标图上绘出给定地在一年中各种 风向出现的频率。因图形与玫瑰花朵相似，故名取名玫瑰 图。
风能玫瑰图---在极坐标图上绘出给定地在一年中各方 向风能值的统计图。
风资源评估相关知识
广东明阳风电产业集团有限公司
一、风资源评估基础知识 二、风电机组选型 三、宏观与微观选址
一、风资源评估基础知识
1.风是怎么形成的？ 太阳辐射造成地球表明受热不均，引起大
气层压力分布不均，压力的分布不均，导致 大气的相对运动，从而产生的风。
大气的运动主要有大气环流和局地环流两 种。