風(fēng)電(diàn)科(kē)普∏$×" | 風(fēng)能(néng)開(kā↔¥<→i)發重點環節，測風(fēng)與風(fēng)資源評價

當今，風(fēng)電(diàn)行(xíng)業(yè)正在蓬勃發展。對∞ ©(duì)于新手來(lái)說(shuō)，了(le)解風(fēng)電(∏‌diàn)測量評估的(de)基礎知(zhī)識是(♣φshì)必不(bù)可(kě)少(shǎo)的(d&•↑e)。它可(kě)以幫助您更好(hǎo)地(dì)≤‌>理(lǐ)解風(fēng)力發電(diàn)機(jī)組的(dπ ¥∏e)運作(zuò)原理(lǐ)、優化(huà)風(fēng)場(chǎng)α✘≠€選址及提高(gāo)能(néng)源利用(yòng)率。在這(zhè)篇文★↕•(wén)章(zhāng)中，我們将為(wèi)您介紹有(yǒu)關&•☆®風(fēng)電(diàn)測量評估的(de)相(xiàng)關知(zhī♠<×)識，讓您輕松掌握風(fēng)電(dià₹>∑n)領域的(de)基礎知(zhī)識，邁出成功的(de)第一€‌↑↓(yī)步！

風(fēng)電(diàn)知(zhī)識科(kē)普±"¥當今，風(fēng)電(diàn)行(xíng)業(yè)正在蓬勃發展。對(d¥‍♣uì)于新手來(lái)說(shuō)，了≤‌✔↔(le)解風(fēng)電(diàn)測量評估的(de)基礎知(zhīΩ₩∑≠)識是(shì)必不(bù)可(kě)少(shǎo)的(de)。≈±它可(kě)以幫助您更好(hǎo)地(dì)理(lǐ)解風(fēng)α∏₹力發電(diàn)機(jī)組的(de)運作(zuò)原理(♦↑lǐ)、優化(huà)風(fēng)場(chǎng)選址及提高(>≥₽gāo)能(néng)源利用(yòng)率。在這(zh趙≠∞)篇文(wén)章(zhāng)中，我們将為(wèi)您介紹↑‌有(yǒu)關風(fēng)電(diàn)測量評估的(de)相λ​×(xiàng)關知(zhī)識，讓您輕松掌握風(fēng)電(diàn)領域‍∞☆ 的(de)基礎知(zhī)識，邁出成功的(dα∑∞e)第一(yī)步！

01風(fēng)是(shì)如(rú)何測量的(de)

風(fēng)電(diàn)場(chǎng)測風(fēng)是(s•βhì)風(fēng)能(néng)資源開(kāi)發的♣✘$(de)一(yī)個(gè)重要(yào)環節，也(yě)是♣★≈(shì)風(fēng)能(néng)資源開(kāi)發的(de)前<&γ提和(hé)基礎，它對(duì)風(fēng)電(diàn)場(chǎnβ↔ g)的(de)設計(jì)、建設具有(yǒu)重大(dà) €>影(yǐng)響，做(zuò)好(hǎo)風(fēng)電☆δ♦(diàn)場(chǎng)的(de)測風(fēng)對(duì®φ<)于風(fēng)能(néng)開(kāi)發具有(∞∏yǒu)重要(yào)的(de)意義。風(fēng)電(←&αdiàn)行(xíng)業(yè)以前測風(fēng)↕∑塔多(duō)由氣象、環保部門(mén)建造，用(yòng)于大(dà)♦☆∏♥氣觀測和(hé)大(dà)氣環境監測。伴随著(z ↑ΩΩhe)我國(guó)風(fēng)電(diàn)的(de)快(kuài)速擴張 ☆✔£，我國(guó)政府、新能(néng)源企業(yè♥₩)等開(kāi)始投資建立測風(fēng)塔，以保證風(fē™​∏✘ng)電(diàn)場(chǎng)投資建設獲取第一(yī)手風♣πε(fēng)能(néng)資料。近(jìn)些(xiē)年(nián)随著(zλ♦he)全球對(duì)風(fēng)能(néng)資源的(de)普§←‍™遍關注和(hé)風(fēng)力發電(diàn)行(xíng)業(γ×✘₩yè)的(de)高(gāo)質量發展，雷達&♠≈∏測風(fēng)、虛拟測風(fēng)等一(yī)些(x♦λ€iē)設備和(hé)技(jì)術(shù)也(yě)逐§β↕漸普及。

一(yī)、測風(fēng)設備

目前使用(yòng)的(de)風(fēng)電(diàn)場(chǎng)測風₽☆ (fēng)設備主要(yào)有(yǒu)：測風(fēng)∏α塔、激光(guāng)雷達測風(fēng)儀、聲波‍₩π↕雷達測風(fēng)儀等；主要(yào)用(yòng)于陸↕♠✔地(dì)和(hé)海(hǎi)上(shàng)測α$♦風(fēng)。如(rú)下(xià)圖所示：

目前在陸上(shàng)風(fēng)電(diàn)和(h‍§₩♥é)灘塗地(dì)區(qū)的(de)風(fēng)電(diàn)÷‍♥開(kāi)發項目，較為(wèi)常用(yòn÷λ☆g)的(de)是(shì)桁架式結構和(hé)圓筒式結構測風(fēng)塔→β，此類測風(fēng)塔安裝較為(wèi)簡便，可(k↕φ→ě)以不(bù)使用(yòng)大(dà•λ→★)型安裝設備，以下(xià)主要(yào)介‌"₹‌紹此類測風(fēng)塔的(de)結構及性能(néng)。

1、常用(yòng)測風(fēng)塔介紹

風(fēng)資源測量的(de)主要(yào)風(fēng)資源參數(shγ¥₽ù)包括：風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、氣壓和("≠'hé)濕度。所采用(yòng)的(de)測量儀器(qì∞↕‍)包括：風(fēng)速計(jì)、風(fēng)向标、溫'±≤£度計(jì)、氣壓計(jì)和(hé)濕度計(j✔Ω£ì)等。

（1）測風(fēng)塔概述
測風(fēng)塔的(de)組成包括：塔底座、橫杆、₽→€斜杆、風(fēng)速儀支架、避雷針、拉線、測風(®↔•‍fēng)軟件(jiàn)以及風(fēng)杯、風(♥​fēng)向标等傳感器(qì)。測風(fēn®£₽g)塔架設在風(fēng)電(diàn)場(chǎng)場(ch©$✔>ǎng)址內(nèi)，多(duō)為(wèi)桁架式結構和™Ω≈(hé)圓筒式結構，采用(yòng)鋼絞®β'線斜拉加固方式，高(gāo)度一(yī)般不(bù)低(dī)于拟¶‍☆•安裝風(fēng)機(jī)的(de)輪毂高(gāo)度。在塔體(tǐ)λ® ₹不(bù)同高(gāo)度處安裝有(yǒu)風(fēng)速計(jì)、風(f±γ&ēng)向标以及溫度、氣壓等監測設備。全天候不(bù)間(≤$©jiān)斷地(dì)對(duì)場(chǎng)址風(fēng)力ε™情況進行(xíng)觀測，測量數(shù)據被記錄并存儲于安裝在塔體(tǐ)上↕ ↕¶(shàng)的(de)數(shù)據記錄儀中。

（2）測風(fēng)塔的(de)安裝要(yà↕♣©o)求

測風(fēng)塔應具備結構安全、穩定、輕便，易于運輸、安$≤δπ裝及維護，風(fēng)振動小(xiǎo)，γ±δ塔影(yǐng)影(yǐng)響小(xi≤ ǎo)及防腐、防雷電(diàn)等特點，測風(fēng)塔應能(nén♦✘≈g)抗擊當地(dì)最大(dà)陣風(fēng)沖擊以及10~20年(n&©ián)一(yī)遇的(de)自(zì)然災害（如(rú)暴'™ε雨(yǔ)、洪水(shuǐ)、泥石流、凝凍結冰等）。對(duì)于有(yǒuε☆♥®)結冰凝凍氣候現(xiàn)象的(de)風(fēng)電(d∏♦iàn)場(chǎng)，在測風(fēng)塔設計(jì)÷ ₹、制(zhì)作(zuò)時(shí)應予以特别考慮。測風(fēng)塔的(≈↑de)形式可(kě)根據風(fēng)電✔↕"(diàn)場(chǎng)的(de)自(zì)然條件(jià‍♥ ♥n)和(hé)交通(tōng)運輸條件(jiàn)，♦✘λ↕選用(yòng)桁架形拉線塔、圓筒形拉線塔、桁架形自(zì)立塔中的(de)一 ₽(yī)種，以滿足測風(fēng)要(yào)求為(wèi)原則。♥&₽φ測風(fēng)塔的(de)接地(dì)電(diàn↑¶€☆)阻應盡量滿足規範要(yào)求（小(xiǎo)于4Ω）€'，若接地(dì)确有(yǒu)困難，應盡€‍φ∞可(kě)能(néng)采用(yòng)降阻劑等措施降低(dī)接地(↓γ↔dì)電(diàn)阻；對(duì)于多(duō)雷暴地(dì↕♠®)區(qū)，測風(fēng)塔的(de)接地(d£↕ì)電(diàn)阻應引起高(gāo)度重視(shì)。

（3）測風(fēng)塔主要(yào)設備
測風(fēng)塔中安裝的(de)測風(fēng)設備包括：風(f£$€>ēng)速計(jì)、風(fēng)向标、測風(fēng)軟件(j‌★∞iàn)、溫度計(jì)、氣壓計(jì)和(hé)濕度計(jì)等。​ε☆

（a）風(fēng)速計(jì)

風(fēng)速的(de)測量儀器(qì)有₹£↕¶(yǒu)旋轉式風(fēng)速計(jì)、散熱(rè)式風(fēn♠  g)速計(jì)、聲學風(fēng)速計(jì)、超聲波風(fēβ↑ng)速傳感器(qì)等，風(fēng)電(d"←☆iàn)場(chǎng)通(tōng)常使用(yòng)的(δ♣de)絕大(dà)多(duō)數(shù)是(shε>βì)旋轉式風(fēng)速計(jì)。旋轉¥£↓ 式風(fēng)速計(jì)包括風(fēng)杯風(fēng)速計(€♥∏jì)和(hé)旋槳式風(fēng)速計(jì)。風(fēng)₩σ±δ杯風(fēng)速計(jì)由3個(gè)★∞或4個(gè)半球形或抛物(wù)錐形的(de)空•♦(kōng)心殼組成。杯形風(fēng) ₽© 速計(jì)固定在互成120°角的(de)三叉形支架上π✘∞✔(shàng)或互成90°角的(de)十字形支架上≠★↓(shàng)，杯的(de)凹面都(dō<$u)順向一(yī)個(gè)方向。整個(gè)橫臂則固定在一(yī)☆≤≈£根垂直旋轉軸上(shàng)，在風(fēng)力的(de)作(¶λzuò)用(yòng)下(xià)，風(fēng)杯繞軸以£→正比于風(fēng)速的(de)轉速旋轉。另一(yī® γ)種旋轉式風(fēng)速計(jì)為(wèi♦≤‍∑)旋槳式風(fēng)速計(jì)，由一(yī)個(gè)α&★三葉或四葉螺旋槳組成感應部分(fēn)，将其安裝¶↕在一(yī)個(gè)風(fēng)向标的(de)前‍★端，使它随時(shí)對(duì)準風(fēng)的(de)來(π∏↑®lái)向。槳葉繞水(shuǐ)平軸以正比★♠§£于風(fēng)速的(de)轉速旋轉。

風(fēng)速計(jì)安裝在測風(fēng)塔已确定的(de)各個(φ₽βgè)高(gāo)度上(shàng)。為(wèi)減♠&Ω小(xiǎo)測風(fēng)塔的(de)“塔影(yǐng)效應”對(du ∞ì)風(fēng)速測量的(de)影(yǐng)響，↕‌風(fēng)速計(jì)應固定在由測風(fēn →g)塔塔身(shēn)水(shuǐ)平伸出的(de)牢固支架上(shàng$¥₽)，應與塔體(tǐ)保持一(yī)定的(de)∏∏∞↑距離(lí)：桁架式結構測風(fēng)塔為(wèi)ε€‍塔架平面尺寸的(de)3倍以上(shàng)、圓管型結構測風(↑♣←&fēng)塔為(wèi)塔架直徑的(de)6倍以上(shàng)，固定風(f₩∞γēng)速計(jì)的(de)支架應進行(xíng)水(shuǐ)平↓☆校(xiào)正。安裝風(fēng)速計(j ≠×ì)的(de)支架與測風(fēng)區(q✘שū)主風(fēng)方向的(de)夾角控制(zhì)在3€≠0~90°。

此外(wài)，散熱(rè)式風(fēng)↔₽α速計(jì)利用(yòng)一(yī)個(gè)被加熱( <Ωrè)物(wù)體(tǐ)的(de)散熱(rè)速率與周圍♣Ω÷¶空(kōng)氣的(de)流速有(yǒu)關，這(zh↑≤< è)種特性可(kě)以用(yòng)來(lái)測• ✘•量風(fēng)速，但(dàn)它主要(yào)用(yòng)于測量小(xδ∏iǎo)風(fēng)速。聲學風(fēng)速計(jì)沒有(yǒu)轉動部件₽¶<(jiàn)，響應快(kuài)，能(néng)測定沿任何指定方向的(d≠≈©•e)風(fēng)速分(fēn)量，但(dàn)造價太高(gāo ₽>♥)。一(yī)般測量風(fēng)速還(hái)是(shì)使用(yòng)€α旋轉式風(fēng)速計(jì)。

（b）風(fēng)向标
風(fēng)向标是(shì)測量風(fēng)向的(de)最通(tōng)λ 用(yòng)裝置，有(yǒu)單翼型、雙翼型和(hé)流±₹Ω線型等，風(fēng)向标一(yī)般是(sΩ×±$hì)由尾翼、指向杆、平衡錘及旋轉主軸四部分♦¶&(fēn)組成的(de)首尾不(bù)對(duì)稱平衡裝置。其重心在支撐軸↔☆的(de)軸心上(shàng)，整個(gè)風(fēng)向标可(kě)以繞Ω ☆©垂直軸自(zì)由擺動。
風(fēng)向标安裝在測風(fēng)塔已确定的(de)高(gāo)度上↓≈(shàng)。應固定在桁架式結構測風(fēng)塔直徑的(de)3倍以上←÷(shàng)、圓管型結構測風(fēng)塔直徑的(de)6倍以上(shànβ€g)的(de)牢固橫梁處，迎主風(fēng)向安裝（橫梁與主₹♣風(fēng)向呈90°），并進行(xíng)水(shuǐ)平校π≥¥∞(xiào)正。此外(wài)，風(fēng)向标應根據當地(dì)磁偏角修正✘←✔‍，按實際“北(běi)”方向安裝。
風(fēng)向的(de)表示一(yī)般用(yòng)16個(gè×δ)方位表示，即為(wèi)北(běi)北(běi)東(dōng)（σπNNE）、東(dōng)北(běi)（NE）、東(dōng)北(běi)東(✘♠≤dōng)（ENE）、東(dōng)（E）、東( β¶Ωdōng)南(nán)東(dōng)（ESE）、東(dōng) ≥™∑南(nán)（SE）、南(nán)南(ná'βn)東(dōng)（SSE）、南(nán)（S）、南(nán)南£$(nán)西(xī)（SSW）、西(xī)南(nán)（SW）、西(xīφ‍)南(nán)西(xī)（WSW）、西(xī)（W）、西(xī>∑¶↔)北(běi)西(xī)（WNW）、西(xī)北←φ€<(běi)（NW）、北(běi)北(běi)西(xī)（NNW）、北±&(běi)（Ｎ）靜(jìng)風(fēng)即為(wèi)（Ｃ）。

風(fēng)向也(yě)可(kě)以用(yòng)角度來(lái)表示α€ ，以正北(běi)為(wèi)基準，順時(shí)針方向旋轉，東γ'$•(dōng)風(fēng)為(wèi)90°，南(nán)風β♦©(fēng)為(wèi)180°，西(xī)風(fēng)為(wèi)270£σ°，北(běi)風(fēng)為(wèi)360°。如(rú)圖4所示。

（c）測風(fēng)軟件(jiàn)
測風(fēng)軟件(jiàn)主要(yào)作(zuò)用( ♥yòng)是(shì)将測風(fēng)塔所測風"♥×σ(fēng)速、風(fēng)向、溫度和(hé)大(d♦ε§à)氣壓力等各項指标通(tōng)過傳感器(qì)以數(shù)據形式記錄下(•€σxià)來(lái)，以便風(fēng)資>₩♥源工(gōng)程師(shī)對(duì)風☆σ(fēng)資源數(shù)據進行(xí•βng)後續分(fēn)析。
目前我國(guó)所用(yòng)測風(fēng)塔測風(fēng)軟件(® ₽jiàn)主要(yào)為(wèi)：NRG軟件(jiàn)、NOM©✔£§AD軟件(jiàn)、Second-wi ♣♣δnd軟件(jiàn)和(hé)我國(guó)氣•→ 象部門(mén)自(zì)主研發的(de)測風(f♦®↔™ēng)軟件(jiàn)等。

（d）測風(fēng)設備的(de)布置
測風(fēng)塔一(yī)般應至少(shǎo)布置3層的(de)風✘✔(fēng)速觀測裝置，同時(shí)要(yào)布置風(fēng)向、溫φ¶δ→度、氣壓、濕度等氣象要(yào)素觀測以滿足≠↔ ♥今後風(fēng)能(néng)資源評估和(hé)設計♥Ω(jì)的(de)有(yǒu)關要(yào)求。例↕≥≈↔如(rú)：對(duì)于100m高(gāo ‌)的(de)測風(fēng)塔，風(fē♠×→ng)速觀測設置為(wèi)7層，一(yī)般在30m、50m、70m、80mΩ¥、90m、100m（2套）高(gāo)度設置。
測風(fēng)塔的(de)風(fēng)向±✔>觀測布置，一(yī)般布置兩層，分(fēn)别位于測風(fēng←∑<β)塔底層高(gāo)度和(hé)頂層高(gāo)度。對(duì$§)于特殊情況的(de)風(fēng)電(diàn)場(chǎng)（如(r£₹ ú)植被較高(gāo)等）可(kě)适當調整或增加風(fēng)♠÷∏向觀測裝置。
其他(tā)設備如(rú)溫度計(jì)>‍、氣壓計(jì)和(hé)濕度計(jì)等一(yī)般安裝在測風(fēngγεβ)塔5至10m高(gāo)度的(de)設備箱中。

（e）測風(fēng)設備的(de)維護和(hé)數(sh≠φ♠≤ù)據管理(lǐ)
目前風(fēng)電(diàn)場(chǎng)÷₩→測風(fēng)數(shù)據的(de)收集、傳輸一×δ≠¶(yī)般采用(yòng)自(zì)動方式，同時(shí)還(↓♥‍hái)可(kě)以遠(yuǎn)程監控。因此，在風(fēα∞‍ng)電(diàn)場(chǎng)測風(fēσ₩ng)運行(xíng)期間(jiān)，應随時(shí)注意測₩α✔風(fēng)數(shù)據、測風(fēng)設備運行(xí™λng)、數(shù)據傳輸是(shì)否正常，一(yī)旦發現(xi™¶±αàn)異常，應及時(shí)進行(xíng)處理(®"∏ lǐ)。除了(le)進行(xíng)遠(yu≠≤ǎn)程監控外(wài)，還(hái)應 ♣定期或不(bù)定期到(dào)測風(fēng)現(xià₩↑n)場(chǎng)對(duì)儀器(q✔£ì)設備進行(xíng)檢查，從(cóng)測風(fēng)記錄存儲卡♠✘×π上(shàng)收集原始測風(fēng)數(shù)據。
按照(zhào)規範要(yào)求，風(f$•ēng)電(diàn)場(chǎng)前期測風(fēng)一(yī)般要(yà×"o)持續1年(nián)以上(shàng)， ÷因此最好(hǎo)每個(gè)月(yuè)對(duì)測•Ω‌>風(fēng)數(shù)據進行(xíng)初↔≠步的(de)整理(lǐ)分(fēn)析，主要(yào)對(₩φduì)測風(fēng)數(shù)據完整性、合理(lǐ)性、平均風(fēn ®g)速、平均風(fēng)功率密度、風(fēng)向分(fēn)布€™₽£等進行(xíng)統計(jì)分(fēn)析，發現(xiàn)測風( ↕fēng)過程中存在的(de)問(wèn‍₩π∑)題，及時(shí)提出解決的(de)方法和(hé)建議(∏<↓yì)。

（f）測風(fēng)位置的(de)選擇
所選測風(fēng)塔安裝地(dì)點應在風(fēng)電←↔(diàn)場(chǎng)中具有(yǒu)¶¥£σ代表性，并且周圍比較開(kāi)闊；附近×™‍(jìn)應無高(gāo)的(de)建築物(wù)等障礙物(§ π≠wù)，與單個(gè)障礙物(wù)距離(lí)應 '¥φ大(dà)于障礙物(wù)的(de)3倍，與成排障礙物≈ ÷(wù)距離(lí)應保持在障礙物(wù)最大(dà)高(gāo)度的(φ✔πde)10倍以上(shàng)。
測風(fēng)塔安裝的(de)數(shù)量應依風(fēng'€)電(diàn)場(chǎng)的(de)地(dì)形複雜(zá)​Ω程度而定，對(duì)于地(dì)形較平坦的(de)風•♣δ(fēng)電(diàn)場(chǎng)，可(kě)選擇在場(chǎng>λ )址中央選擇有(yǒu)代表性的(de)位置建立1-2基測風(∏π♠fēng)塔；對(duì)于地(dì)形複雜(zá)的(de)風(fēΩ→≥αng)電(diàn)場(chǎng)，測風(fēng)塔的(de)數(shù)₩↕量應根據地(dì)形的(de)複雜(zá)程♥γ§度适當增加。

02風(fēng)是(shì)怎麽評估的(de)

建設風(fēng)電(diàn)場(chǎng)最基本的(de)條件(jiàn♦₽)是(shì)要(yào)有(yǒu)能(nénγ¥'g)量豐富、風(fēng)向穩定的(de)風(fēng)能(néng)↓$±©資源。對(duì)風(fēng)電(diàn)場(chǎng)風(fē‌×πng)能(néng)資源的(de)評估是(shì)整個(gè)¶₹§ε風(fēng)電(diàn)場(chǎng)建設、‍±$運行(xíng)的(de)重要(yào)環節，是(shì)風(f>±£ēng)電(diàn)項目的(de)根本，也(yě)是(shì)風(fē∑₹™ng)電(diàn)場(chǎng)建設取得(de★‌↑)良好(hǎo)經濟效益的(de)關鍵。現<φ(xiàn)有(yǒu)的(de)風(fēng)能(néng)資αφ♣源評估的(de)技(jì)術(shù)手段有(y←​ǒu)3種：基于氣象站(zhàn)曆史觀測資料的(de)®'評估、基于測風(fēng)塔觀測資料的(de)評估和(hé)風("'‍fēng)能(néng)資源評估的(de♠σγ')數(shù)值模拟。

風(fēng)電(diàn)場(chǎng)風(f ©ēng)能(néng)資源評估的(de)主要(yào)內(n&←±πèi)容有(yǒu)空(kōng)氣密度、風(fēng)切變、湍流強度、年γ' ‌(nián)日(rì)變化(huà)、風(fēn§§g)速頻(pín)率和(hé)風(fēnφ±g)向等。通(tōng)過對(duì)這(zhèπ​$)些(xiē)要(yào)素的(de)分(fēn)析，我們可(kě)以對(d↕↑¶↔uì)風(fēng)電(diàn)場(chǎng)的(de)風(fēng)能(≤εβ néng)資源情況有(yǒu)一(yī)個(gè)了(le)σ∏®解和(hé)判斷。為(wèi)風(fēng)機(jīλ±)選型和(hé)電(diàn)量等後續工(gōng)作(zuò)做(←☆↓zuò)好(hǎo)準備工(gōng)作(πΩ♠zuò)。

隻有(yǒu)了(le)解了(le)一(yī)個(gè)風(fēng≥&)電(diàn)場(chǎng)的(de)風(∏₩fēng)資源情況，我們才能(néng)去(qù↕≠₽)評估它的(de)可(kě)利用(yòng)價值，為(wèi)項目的(de)∞&Ω評估和(hé)建設提供一(yī)個(gè)前→÷提依據，最終通(tōng)過經濟評價來(lái)确定一(yī)個(gè)風 ©(fēng)電(diàn)項目的(de)可(kě)行(xíng)性。∏≥&

一(yī)、風(fēng)電(diàn)場(chǎng)風(fēnφ≈ ®g)能(néng)資源分(fēn)析的(de)依據

風(fēng)資源分(fēn)析的(de)依據，來(lδλ∞♠ái)源于測風(fēng)塔的(de)實•<測數(shù)據。根據《風(fēng)電(d₽♣γiàn)場(chǎng)風(fēng)能(néng)資源測量方法》G‍₽B/T18709-2002标準中的(de)相(xiàn©←©σg)關規定，風(fēng)速數(shù)據現(xiàn)場(chǎn<↓∑g)采集的(de)完整率大(dà)于98%。

通(tōng)過對(duì)數(shù)據完整性和( ÷$hé)合理(lǐ)性的(de)檢驗，對(duì)不(bù)☆♠§¶合理(lǐ)數(shù)據進行(xíng)分(fēn)析判斷，整理(lǐ)出¥>™"測風(fēng)塔的(de)連續一(yī)年(nián)的(de)實測數(s∏ hù)據，根據GB/T18710-2002标準規定，需滿足風(fēng>‌ ↔)電(diàn)場(chǎng)工(gōng)程可(kě)行(xíng)性研究≠&₽→報(bào)告編制(zhì)辦法（發改能(néng)源[2005© ≠±]899号）中的(de)要(yào)求，最後得(d¥≠ e)到(dào)有(yǒu)效數(shù)據完整率要(yào)大☆γ(dà)于等于90%。

二、風(fēng)電(diàn)場(chǎng)風(fēng)©∞♦能(néng)資源分(fēn)析的(de)基本↕¶•要(yào)素

1、空(kōng)氣密度

密度是(shì)物(wù)質的(de)一(yī)種特性，不(bù)随質量和×™(hé)體(tǐ)積的(de)變化(huà)而變化(huà)，隻随物"≤(wù)态（溫度、壓強）變化(huà)而變化(huà)。在一(yī)定的(de∑≤Ω¶)溫度和(hé)壓力下(xià)，每立方米空(kōng)氣所具有(yǒu)≥₽的(de)質量就(jiù)是(shì)空(k♠ ōng)氣密度。

一(yī)般情況下(xià)空(kōng)✔→±$氣密度的(de)計(jì)算(suàn)方法有(yǒu)$€如(rú)下(xià)兩種：

（1）當測風(fēng)塔具有(yǒu)氣溫、氣壓及濕度觀測<'時(shí)，按以下(xià)公式直接計(jì)算(suàn)輪毂高(gā✔ σ↔o)度的(de)空(kōng)氣密度（kg/m3）：

式中：T 、P 、E 分(fēn)别為(wèi€ ¶δ)氣溫（℃）、氣壓（hPa）及水(shuǐφ↕φ₹)汽壓（hPa）。

（2）當具有(yǒu)溫度和(hé)氣壓數(shù)據時(shí)，可(k→ ∞✘ě)以根據如(rú)下(xià)公式進行(xíng₹←)計(jì)算(suàn)： 

其中：P 為(wèi)平均空(kōng)≥ ₽氣密度（kg/m3），P為(wèi)年(nián)平均氣壓（hPa）∏ ¥，R為(wèi)氣體(tǐ)常數(shù)（2©' ‍87J/kg.K），T為(wèi)年(nián)→Ω±平均空(kōng)氣開(kāi)氏溫标絕對(duì)溫度（℃＋2&  ♦73）。

2、平均風(fēng)速

給定時(shí)間(jiān)內(nèi)瞬時(shí)風(f$ γēng)速的(de)平均值，給定時(shí)間(jiān)從(cóng)幾秒 Ω₹®(miǎo)到(dào)數(shù)年(nián)不¶✔(bù)等。

3、風(fēng)切變指數(shù)

我們通(tōng)常把空(kōng)間(jiān)兩點之間(‌←jiān)平均風(fēng)矢量的(deδδ•)差異，即在同一(yī)高(gāo)度或不(bù)同高(gāo)≤&•度短(duǎn)距離(lí)內(nèi)風(fēng)向和(hé)風π↔(fēng)速的(de)變化(huà)稱為(wèi)風(fēng)切變。從(∑£§≥cóng)風(fēng)場(chǎng)情¶≈∞況來(lái)看(kàn)，風(fēng)切變♦$€主要(yào)可(kě)由以下(xià)三種基本情況來(lái)表示♥ ∞δ：

（1）水(shuǐ)平風(fēng)的(de)垂直切變。這$®↕(zhè)是(shì)指水(shuǐ)平風(fēng)在垂直方向上(shà₹ ng)兩個(gè)不(bù)同高(gāo)度點之間(jiā☆φ‌n)的(de)風(fēng)向和(hé)風(fδ≤↑≠ēng)速的(de)變化(huà)。

（2）水(shuǐ)平風(fēng)的(de)¶∏水(shuǐ)平切變。這(zhè)是(shì)指×✔™→水(shuǐ)平風(fēng)在水(shuǐ‌©)平方向上(shàng)兩個(gè)不(bù)同距離(lí)點之間(ji±₹≥♣ān)的(de)風(fēng)向和(hé)風α♦"(fēng)速的(de)變化(huà)。

（3）垂直風(fēng)的(de)切變。✔ ↔這(zhè)是(shì)指上(shàng)升或下(xià)降氣流（垂直風(f‌‍ēng)）在水(shuǐ)平方向（或航迹方向）上(shàng≥≈)的(de)變化(huà)。

産生(shēng)風(fēng)切變的(de)原因主要(yào)有(y©Ω£ǒu)兩大(dà)類，一(yī)類是(shì)大(dà)氣運動本身( ¥¶shēn)的(de)變化(huà)所造成的(de)；®≥另一(yī)類則是(shì)地(dì)理(l‌¶≥βǐ)、環境因素所造成的(de)。有(yǒu)時(shí)是(sh&☆♠ ì)兩者綜合而成。我們通(tōng)常關注的(de)是(shì)水(shuǐσ​)平風(fēng)的(de)垂直切變，即風(fēng)在垂直于風(✘¥ →fēng)向平面內(nèi)的(de)變化(huà→€♠σ)。它反映了(le)風(fēng)速随高(gāo✔≤λγ)度的(de)變化(huà)趨勢。

風(fēng)切變指數(shù)計(jì)算(suàn)♦♦公式:

 式中，分(fēn)别為(wèi)高(gāo)度，Z_n的(de)風(fēng)速，α為(wèi)風(¶σ≥₹fēng)切變指數(shù)，其值與地(d± εì)面粗糙度有(yǒu)關。風(fēng)切變指數(←×≥shù)對(duì)于風(fēng)電(diànπ↓‌>)機(jī)組的(de)設計(jì)非常重要(yào)，•φ₩同一(yī)台風(fēng)力發電(di★™π€àn)機(jī)組在不(bù)同的(de)高♣÷(gāo)度，獲得(de)的(de)風(fēng)能(nénק g)是(shì)不(bù)同的(de)。例如(rú)，一&₩(yī)個(gè)測風(fēng)塔分(fēn)别在60m和(héπ×λ♦)80m處測得(de)年(nián)均風(fēng)速為(wèi)6 ™.8m/s和(hé)7.3m/s，輪毂高(gāo)度為(w↑↕♥"èi)120m，由公式可(kě)以求出風(fēng)切變為(wèi)：

如(rú)果認為(wèi)80m與120m之間(jiān)的♥&(de)風(fēng)切變保持不(bù)變，則可(kě≈'α)按如(rú)下(xià)方法計(jì)算(suàn)≤©←120m高(gāo)度處風(fēng)速。令λ•∏=80m，=120m，則=7.3m/s，得(de®™)到(dào)： 

4、湍流強度

湍流是(shì)描述風(fēng)速随時(shí)間(jiān)和(hé)空÷γΩβ(kōng)間(jiān)變化(huà)的(de)強度指标₩★。根據IEC标準規定，風(fēng)電(di₹‌àn)場(chǎng)湍流強度是(shì)指10分₹©(fēn)鐘(zhōng)內(nèi)風(fēng)速随機(jī↕©≤)變化(huà)幅度大(dà)小(xiǎo)，是(sΩ≤hì)10分(fēn)鐘(zhōng)平均風(fēng∏±&★)速的(de)标準偏差與同期平均風(fēng)速的(de)比率，是(shì∑<¥)風(fēng)機(jī)安全等級分(fēn)級的(de)重要(yào)✘±α參數(shù)之一(yī)。

湍流強度是(shì)标準風(fēng)速₩✔‌偏差與平均風(fēng)速的(de)比率。它是(shì)衡量湍流強弱的(de&≈↕±)相(xiàng)對(duì)指标。湍流強度是(shì)描述風(fēng™₽&)速随時(shí)間(jiān)和(hé)空( σkōng)間(jiān)變化(huà)的(de)程度，反映™≈脈動風(fēng)速的(de)相(xiàng)對(duì)強度，是(shì‍< ♥)描述大(dà)氣湍流運動特性的(de)最重要(yào)的₩σ(de)特征量。環境湍流強度計(jì)算(suàn)×↑©♠公式為(wèi)： 

式中，為(wèi)σ風(fēng)速的(de)标準偏差， ÷←v為(wèi)平均風(fēng)速。

衆所周知(zhī)，位于下(xià)風(fēng)向的(de)風(fēngφ×σ )電(diàn)機(jī)組将受到(dào)來(lái)自(zì)上(shΩ àng)風(fēng)向風(fēng)電(diàn)機(jī)組尾流的(de∑→)影(yǐng)響。尾流影(yǐng)響不(bù)僅降低(dī)了(le≤ ¶×)下(xià)風(fēng)向風(fēng)機(jī)的(de)÷∞∞♥出力水(shuǐ)平，而且增加了(le)下(xià>↑)風(fēng)向風(fēng)機(jī)的(de)湍流強度。因此，确定風( ∏fēng)電(diàn)機(jī)組湍流強度等級不(b₽≥ù)僅取決于環境湍流強度，更應考慮因為(wèi)風(fēng)機(≤∏jī)尾流産出的(de)湍流強度。風(fēng)電(dià∞→≤$n)場(chǎng)中風(fēng)機(jī)承受的(de)有(yǒu)效湍♦&‌流強度由環境湍流強度和(hé)因為(wèi)風©÷‍(fēng)電(diàn)機(jī)組彼此之間(jiān)尾流産生(shē★λ  ng)的(de)湍流強度兩部分(fēn)組成。

5、五十年(nián)一(yī)遇計(jì)算(suàn)方法

方法一(yī)：極值Ⅰ型估算(suàn)50 年(nián)一(yī) β¥♥遇最大(dà)10分(fēn)鐘(zhōng)平均風(fēng☆<)速。風(fēng)速的(de)年(nián)最大(♦♠÷♥dà)值x采用(yòng)極值I型的(de)概↓✘β率分(fēn)布，其分(fēn)布函數(s‌↑hù)為(wèi)： 

式中，u —分(fēn)布的(de)位置參數(shù)¶β₹​，即分(fēn)布的(de)衆值；α—分(fēn)布的φ≥©•(de)尺度參數(shù)。分(fēn)布的(de)÷ 參數(shù)與均值μ和(hé)标準差σ的(deεα‌)關系按下(xià)式确定： 

其中，Vi為(wèi)連續n個(gè)年(nián)最←σ∑±大(dà)風(fēng)速樣本序列，系數(shù)c1和(hé)c2見(jiàn)下(xià)表：

 方法二：以五日(rì)最大(dà)風(fēng)速取樣法估算(s© €γuàn)不(bù)同高(gāo)度50年(nián)一(yī)遇最大(dà)↓"10分(fēn)鐘(zhōng)平均風(fēng)速。©☆

風(fēng)電(diàn)場(chǎng)風(fēng)資源評價要(yà>↓o)求有(yǒu)連續一(yī)整年(nián)的(deΩ∞≥)場(chǎng)內(nèi)實測風(fēng)數(shù)據，用(yòngα× ®)此測風(fēng)序列逐日(rì)選取不(bù)同高(gāo♣≥¶←)度上(shàng)的(de)五日(rì)最大®↔(dà)10分(fēn)鐘(zhōng)平均風(fēng)速樣本，用<Ω(yòng)于估算(suàn)50年(nián)一(yī)遇的(de♥Ω×)最大(dà)10分(fēn)鐘(zhōε☆♦ng)平均風(fēng)速。

測站(zhàn)50年(nián)一(yī)遇最大(dà)風(fēng)₩¶£速按下(xià)式計(jì)算(suàn)： 

方法三：用(yòng)歐洲風(fēng)電(dià©©£₽n)機(jī)組标準Ⅱ的(de)方法估算(suàn)風(fēng)電(€β★☆diàn)場(chǎng)50年(nián)一(yī)遇最大(dà)和(hé)‌φαπ極大(dà)風(fēng)速。

歐洲風(fēng)電(diàn)機(jī)組标準中建議(yì)：在中緯度地& ≤ε(dì)區(qū)，當威布爾（Weibull）分(fēn)布的(de)☆¥ λ形狀參數(shù)1.77≤k<2.0時(shí)， 

是(shì)适合的(de)（其Vref是(shì)50 年(nián)×≥一(yī)遇的(de)最大(dà)10分(fēn)鐘(zhōng)平均風(f¥☆ ☆ēng)速，Vave是(shì)年(nián↕Ω)平均風(fēng)速）；50 年(nián)一(yī)遇的(de)極大(dà$♥)3秒(miǎo)鐘(zhōng)平均風(fēng)速一(yī)般∏≈ε是(shì)最大(dà)10min平均風(fēng∏$←)速的(de)1.4倍。

6、風(fēng)速與風(fēng)功率密度年(nián)變化(huà)®♠♥

風(fēng)速與風(fēng)功率密度年(n​δ✘♠ián)變化(huà)是(shì)指以年(nián)為(w↓☆✘èi)基數(shù)發生(shēng)的(de)變化(huà)。風(fēn☆σ↔→g)速年(nián)際變化(huà)是(shì)從(c £​óng)第一(yī)年(nián)的(de)1月(<¥yuè)到(dào)12月(yuè)的(de)月(yuè)÷£€&平均風(fēng)速（或風(fēng)功率密度）變化(↔<<∞huà)。

由于我國(guó)屬于典型的(de)季風(fēng)氣候區(qū)，☆φ平均風(fēng)速随季節而變化(huà)，并且有(yǒu)明(míng→δ₹)顯的(de)年(nián)變化(huà)規律。平均風(fēng)速的  ∑γ(de)年(nián)變化(huà)、日(rì)變化(huà)規↓©γ≥律取決于緯度和(hé)地(dì)貌特征。風(fēng)功率 ‌∏✘密度的(de)變化(huà)較其風(fēng)速變化(huà λ)更進一(yī)步地(dì)反應了(le)風(fēng)電(di‍λàn)場(chǎng)風(fēng)況特征±₽ε，它蘊含了(le)風(fēng)速、風(fēng)速分("♣↔fēn)布和(hé)空(kōng)氣密度的(±↑de)共同影(yǐng)響。下(xià)圖£♠σ∞為(wèi)我國(guó)某風(fēng)電(diβ≥ àn)場(chǎng)的(de)風(fēng)速與風(fēn↓™g)功率密度年(nián)變化(huà)•☆圖。 

圖2-1 風(fēng)速風(fēng)功率密度年(nián)變化≠ (huà)曲線圖

7、風(fēng)速與風(fēng)功率密度日(rì₽ε≥¶)變化(huà)

風(fēng)速與風(fēng)功率密度日(rì)變化(h<≠₽αuà)以日(rì)為(wèi)基數(shù)發生≥↕β✘(shēng)的(de)變化(huà)。某地(‌♠dì)氣象要(yào)素在一(yī)日(rì)內(nèi)有(yǒu)規律的≈♣ ↓(de)周期變化(huà)。例如(rú)氣壓日(rì)變化(huà)、溫度日(‍™→≈rì)變化(huà)、風(fēng)速日(rì)變化(huà)→•₹λ等。它們體(tǐ)現(xiàn)了(le)→↑由于日(rì)夜更替所引起的(de)周期性變化(huà)，而不♠  (bù)包括因天氣形勢變化(huà)（例如(rú)氣團平流變化(huà)）所引∏'>起的(de)非周期變化(huà)。下(x≠σià)圖為(wèi)我國(guó)某風(​λfēng)電(diàn)場(chǎng)的(de)風(fēng)速與風(f ‍ēng)功率密度日(rì)變化(huà)圖§↕'≥。 

圖2-2 風(fēng)速風(fēng)功率密度日(r"€ì)變化(huà)曲線圖

8、風(fēng)速與風(fēng)能(néng)頻(<&pín)率

風(fēng)速頻(pín)率是(shì↕"∏)在一(yī)個(gè)月(yuè)或一(yī)年(niá£π§n)的(de)周期中，某風(fēng)速段內(​£≠nèi)時(shí)間(jiān)頻(pín)次占總時(₩ shí)間(jiān)數(shù)的(d✘♠'e)百分(fēn)比，風(fēng)能(néng)頻(pín)率是♣↔ ÷(shì)該風(fēng)速段內(nèi ₹)能(néng)量與總能(néng)量之比。

通(tōng)過風(fēng)速頻(pín)率，可(kě)以了(le ≠​)解風(fēng)速的(de)分(fēn)布，選擇合适的(d​₹e)機(jī)型，例如(rú)下(xià)圖所示，此♣αφΩ風(fēng)頻(pín)分(fēn)布适σ♥φ合于中低(dī)速風(fēng)速段出力較高←₹δ(gāo)的(de)風(fēng)力發電(diàn)機(jī•€§&)組。也(yě)可(kě)以利用(yòng)風(f≤λ☆©ēng)速頻(pín)率和(hé)風(fēng)力發電(diàn)機(jī)≈​→∞組功率曲線直接估算(suàn)風(fēng)電(diàn)場(chǎn✔​φ€g)電(diàn)量。 

圖2-3 風(fēng)速風(fēng)能(néng)‍∞β頻(pín)率變化(huà)直方圖

9、風(fēng)向與風(fēng)能(néng)玫瑰圖

風(fēng)向與風(fēng)能(néng)玫瑰圖表示風(fēng)速γ→§♠與風(fēng)能(néng)在各方向內(nèi∑')的(de)頻(pín)率占比和(hé)能(n♠♥éng)量占比。風(fēng)向玫瑰圖是(shì)将某一(yī)段時÷∏≤♠(shí)間(jiān)內(nèi)風(fēng)速觀測的(de)次數(✔​©shù)，按方位分(fēn)類統計(jì)，然後将每一(yī)方位的(dε↓&$e)觀測次數(shù)，除以該段時(shí)間(jiān)內(nèi)觀& •測的(de)總次數(shù)，再乘以100即得(®↕$×de)到(dào)各種風(fēng)向的(de)風'ε₩±(fēng)向頻(pín)率。風(fēng)能(néng)玫瑰圖是π♥ (shì)統計(jì)一(yī)段時(shí)間($Ωjiān)內(nèi)，各方向內(nèi)能(néng)量‌&≠與總能(néng)量之比。 

圖2-4 風(fēng)向頻(pín)率玫瑰圖（左）和(hé)₹≠♠β風(fēng)能(néng)頻(pín)率玫瑰圖（右）

通(tōng)過風(fēng)向玫瑰圖，可(kě)以了(le)解到÷σ→(dào)風(fēng)電(diàn)場(chǎng)© 的(de)盛行(xíng)風(fēng)向，在排布時≈®¶(shí)，垂直當地(dì)的(de)盛行(x←‍♠íng)風(fēng)向。了(le)解當地(dì)的(de)盛行(xíng)β£風(fēng)向對(duì)微(wēi)觀選址具有(yǒu)重要(yàoφπα<)的(de)意義，可(kě)以避開(kāi)盛行(xíng)風(f×αēng)向上(shàng)的(de)障礙物( ≈₹↓wù)，當然，當地(dì)地(dì)形條件(jiàn)對(duì)ε‌風(fēng)向的(de)分(fēn)布也(yě≤₹≠₹)具有(yǒu)決定作(zuò)用(yòng)。

10、代表年(nián)說(shuō)明(míng)及訂正方法

現(xiàn)我國(guó)一(yī)般陸上(sλ hàng)風(fēng)電(diàn)場(chǎng)的(de)運行(xín↓™g)期為(wèi)20年(nián)（風(fēng)力發電(diàn)∞"≈機(jī)組運行(xíng)壽命為(wèλ♥€♣i)20年(nián)；海(hǎi)上(shàng)風(fēng)電(d↑​iàn)場(chǎng)運行(xíng)多(duō)為(wèi)25年(n±§♣ián)），為(wèi)了(le)保證我們評估$€←的(de)風(fēng)能(néng)資源數(shù)據具有(yǒu)20年×☆(nián)的(de)代表性，所以要(yào)對(duì)風(fēng)電(&Ω ✔diàn)場(chǎng)短(duǎn)期αλ 的(de)風(fēng)能(néng)資源數(shù)據（實測數(shù)₩§₽∏據），結合附近(jìn)有(yǒu)代表性的(de)長(cháγ★↓ng)期測站(zhàn)的(de)觀測資料，将驗證後的(d↕♣e)風(fēng)電(diàn)場(chǎng)短( ×duǎn)期測風(fēng)數(shù)據訂正為(wèi)一(≥Ω"±yī)套反映風(fēng)場(chǎng)長(cháng)期平均水(shuǐ)♣δ•₩平的(de)代表性數(shù)據進行(xíng)風(fēng)資源分(f♣©±ēn)析，即為(wèi)代表年(nián)★<數(shù)據。

代表年(nián)訂正的(de)最常規方法為(wèi)：

（1）對(duì)風(fēng)電(diàn)場(chǎng)測站( ₽zhàn)與長(cháng)期測站(zhàn)同期的(de)各風(fēng)‌≥向象限的(de)風(fēng)速進行(xíng)相(xiàng)關分(f​ ēn)析，将測風(fēng)塔10m高(gāo)度✔€處的(de)測風(fēng)資料與氣象站(zhàn)同步實測的(de←←σ)風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據進行(xínσΩ™g)16個(gè)風(fēng)向扇區(qū)的(de)相(x​©$iàng)關分(fēn)析，相(xiàng)關函數(sh±σù)采用(yòng)線性方程y=kx+b（y代表風(fēng)電(diàn<<π↔)場(chǎng)風(fēng)速，代表氣象站(™∏±zhàn)風(fēng)速）。

（2）根據氣象站(zhàn)測風(fēng)年(nián)與所選長(cγ××háng)期系列風(fēng)速差值，對(duì)每個(↕§≠±gè)風(fēng)速相(xiàng)關曲線，在橫坐(zuò)∏ε‍β标軸上(shàng)标明(míng)長(cháng)期測站(zhàn)多(d♠σ≈&uō)年(nián)的(de)年(nián)平均風(fēng±λ♠←)速以及與風(fēng)電(diàn)場(chǎ ₽±ng)測站(zhàn)觀測同期的(de)長(cháng)期測站(zhàn≥↑✔<)年(nián)平均風(fēng)速，然後在縱坐(zuò)标↔£₹÷軸上(shàng)找到(dào)對(duì)應的★♠(de)風(fēng)場(chǎng)測站(zhàn)的(de)ε≠兩個(gè)風(fēng)速值，并求出這(zhè)兩個(gè)風(fēng∞ )速值的(de)代數(shù)差值。

（3）風(fēng)電(diàn)場(cλ©♠hǎng)測站(zhàn)數(shù)據的(™£de)各個(gè)風(fēng)向象限內(nèi)的(de)每個(gèγ'"π)風(fēng)速都(dōu)加上(shàng)對(duσ↓ì)應的(de)風(fēng)速代數(shù ∑)差值，即可(kě)獲得(de)訂正後的∏ ÷(de)風(fēng)電(diàn)場(chǎng)代表年(nián)風(f≥₩$ēng)速風(fēng)向資料。

來(lái)源：北(běi)極星風(fēng)電(diàn)學社