第一章风能资源概述
第一节风能基础知识
一、风的形成
风的形成是空气流动的结果，空气流动形成的动能称为风能。
空气的流动是由于不同区域空气的密度或者气压不同引起。大气压差是风产生的直接原因。
改变空气密度主要方法
（1）加热或冷却
（2）外力作用
二、影响地球表面空气流动的主要因素
1、太阳辐射
赤道和低纬度地区太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度大，地面和大气接受热量多、温度高；高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量少，温度低。
高纬度和低纬度之间的温度差异，形成南北之间的气压梯度，使空气做水平运动，风沿垂直于等压线的方向从高压向低压吹。
2、地球自转
由于地球表面及空气间摩擦力的作用，地球自转过程中将带动地球表面的空气沿地球自转的方向流动。
地球自转使空气发生偏向的力称为地转偏向力-科里奥利力。科里奥利力是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。
由于地转偏向力和高低纬度间压差所引起的压力的合力成为主导地球表层空气流动的作用力。
3、地球表面陆地和海洋等地形分布的影响
（1）山坳和海峡改变气流运动的方向，使风速增大
（2）丘陵、山地因表面摩擦大而使风速减小
（3）山脉的阻挡作用导致局部风速的增加
4、局部热效应的影响
三风的种类
1、大气环流（三圈环流）——全球性的风
大气环流是在全球范围内空气沿一封闭轨迹的运动，是决定全球风能分布最基础、最重要的因素。
了解当地的盛行风向对微观选址具有重要的意义，我们可以避开盛行风向上的障碍物，当然，当地的地形条件对风向的分布也具有决定作用。
2、季风环流
季风现象：在一个大范围地区内其盛行风向或气压系统有明显的季度变化。
主要是由于海陆分布的热力差异及行星风带的季节转换所形成的。
我国是一个典型的季风气候国家。无论风电场的选址或运行，季风特征必须认真考虑。
一般来讲在我国，季风的表现是：在冬季，风从陆地吹向海洋；在夏季，风从海洋吹向陆地
3、局地环流
1、海（湖）陆风
2、山谷风
3、峡谷（峡管）风
峡谷效应使风速增大，不论是高大的山脉或是中小尺度的山脉只要存在峡谷或缢口河谷都有峡管效应，因为在谷地中流场压缩，其风速将比两侧加强，即产生峡管效应。
4、地形加速（爬坡）风
当气流通过山地时，由于受到地形阻碍的影响，流场发生变化。在山的迎风面下部由于气流受阻，风速减弱，且有上升气流。在山的顶部和两侧，因为气流线密集，风速加强。
四、风的描述
风速：风移动的速度，即单位时间空气流动所经过的距离。
风速是不稳定的随机变量，目前国际上对风力状况进行分析并作为计算风能资源的基本依据是每小时的平均风速值。
每小时平均风速值测试方法：
1、将每小时内测量的瞬时风速取平均值；
2、将每小时最后10分钟内测量的风速取平均值作为每小时的平均风速值；
3、将每小时内几个瞬间测量的风速值取平均值
由每小时平均风速值为基础可计算出每日、每月、每年的平均风速值
风向：风吹来的方向。国际上通用的十六方位风向的表示方法。
风向玫瑰图：某地区某一期间各种风向出现的频率，通过放射状雷达图表示。
风向玫瑰图表示风向和风向频率。径向矢量的长度代表沿该方向的风吹过的时间的百分数，数字则表示该方向的平均风速值。
风的特性：特性：周期性、多样性、复杂性
第二节风能资源的描述
1、大气边界层
大气边界层：受到地球表面摩擦力影响的大气层
大气边界层中，空气运动是一种随即的湍流流动。
大气边界层主要特征表现：
由于地球表面的摩擦阻力的影响，风速随高度变化
由于大气温度随高度变化所产生的温差引起空气上下对流流动
由于地球自转引起的科氏力的作用，随高度的增加，风向随高度变化
由于湍流运动引起动量的垂直变化，大气湍流特性随高度变化
2、地面边界层
底层和下部摩擦层总称为地面边界层，其高度定义为大气边界层的固定百分比（10%）。
风速随高度的变化规律称为风切变或风速轮廓线。
风切变与地面粗糙度和地面形貌有关，另外还取决于温度切变。
温度切变层分三类：
第一类为不稳定层：地面空气温度高于上层空气温度；湍流强度大，风切变现象明显。
第二类为稳定层：地表温度要比上层空气温度低；湍流强度减弱，风切变现象减弱。
第三类为中性层：地面空气温度基本与上层空气温度相等。风切变只受地面摩擦力影响。
3. 风切变或风廓线
平均风速随高度的变化（风剪切数据模型）
4. 湍流的强度
定义：风的湍流是风速、风向和垂直分量的快速扰动和不规则变化。
大气湍流主要至因：剪切力和热对流。
高的湍流将引起风电机组输出功率降低以及部件严重超载。
5、风频分布
按风速相差1米/秒的间隔观测一定时期（一年、一月或一天）内不同风速出现的时数占此一定时期内吹风总时数的百分比称为风速的频率分布。风速的频率分布一般以图形表示。风频分布可威布尔（Weibull)分布、瑞利（Rayleigh)分布、对数正态分布三种数学模型表示。
6、风能计算
风能的利用就是将流动空气拥有的动能转化为其他形式的能量。
风能功率：风在单位时间垂直界面F所做的功
风能密度：风在单位时间垂直通过单位面积所做的功
7、有效可用风能
GB8974-88风力机名词术语的定义：
起动风速：风力机风轮由静止开始转动并能连续运转的最小风速；
切入风速：风力机对额定负载开始有功率输出时的最小风速；
切出风速（顺浆风速或停机风速）：由于调节器的作用使风力机对额定负载停止功率输出的风速；
工作风速：风力机对额定负载有功率输出的风速范围，一般为 3～ 2 0 m/ s。
额定风速（设计风速），设计参考风速，与额定功率向对应。
因此风力机械就有一个工作风速范围，即从切入风速到切出速度，称为工作风速，即有效风速。切入风速到切出速度(V1-V2)之间的风能称为有效风能。
8 风场的选择原则
（1）在风能普查和详查的基础上，选择在风能丰富区。
（2）要求有尽量稳定的盛行风向（主导风向）。
（3）尽量避开灾害性天气频繁地带。
（4）由于蓄能装置替代风力机在静风期提供能量的能力有限，所以风场按月、年统计的静风期要短，这对单独工作而非并网的风力机显得更为重要。
（5）风力机叶轮直径所在的高度范围内风速的变化要小。
（6）在平坦地区安装风力机，选择地面粗糙度低的区域；四周3~5km范围内山丘高度不超过60m，风力机附件地面的坡度不超过1：30.
（7）风力机安装地附近有建筑物时，应遵循以下要求：若建筑物位于盛行风向的上风位，在建筑物前安装的风力机，其安装地距建筑物应至少有2倍于建筑物高度的距离；在建筑物的下风向安装，风力机安装地距建筑物应至少有20倍于建筑物高的距离，且保证风力机叶片扫风最低点所处的高度应3倍于建筑物高度。
（8）在山区：山脊走向与盛行风向垂直、山尖不很平坦、上升坡度到山尖尽可能连续、坡度小于30°的山顶及其迎风面上半部是好的风场；在孤立山丘上，风速的增加小于风吹过山脊时的情形，在该处安装风力机的原则与山脊相同，然而如果盛行风向随季节变化很大，那么设在中等坡度孤立山丘上的风力机场地就会比同样风况山脊是哪个的场地更为优越。
第三节我国风能资源情况
根据第三次风能资源普查结果，中国技术可开发（风能功率密度在150W/m2及其以上）的陆地面积约为20万Km2。考虑风电场中风电机组的实际布置能力，按照低限3MW/Km2、高限5MW/Km2计算，陆上技术可开发量为6亿～10亿KW。
根据《全国海岸带和海涂资源综合调查报告》，中国大陆岸浅海0～20m等深线的海域面积为15.7万Km2 。2002年中国颁布了《全国海洋功能区划》，对港口航运、渔业开发、旅游以及工程用海区等作了详细规划。如果避开上述这些区域，考虑其总量10%～20%的海面可以利用，风电机组的实际布置按照5MW/ Km2计算，则近海风电装机容量为1亿～2亿KW。
综合来看，中国可开发的风能潜力巨大，陆上加海上的总量有7亿～12亿KW，风电具有成为未来能源结构中重要组成的资源基础。
一、我国风能资源的特点
1、风能资源季节分布与水能资源互补：
中国风能资源丰富但季节分布不均匀，一般春、秋和冬季丰富，夏季贫乏。水能资源丰富，雨季在南方大致是3月到6月，或4月到7月，在这期间的降水量占全年的50%～60%；在北方，不仅降水量小于南方，而且分布更不均匀，冬季是枯水季节，夏季为丰水季节。丰富的风能资源与水能资源季节分布刚好互补，大规模发展风力发电可以一定程度上弥补中国水电冬春两季枯水期发电电力和电量之不足。
2、风能资源地理分布与电力负荷不匹配：
沿海地区电力负荷大，但是其风能资源丰富的陆地面积小；北部地区风能资源很丰富，电力负荷却很小，给风电的开发带来经济性困难。由于大多数风能资源丰富区，远离电力负荷中心，电网建设薄弱，大规模开发需要电网延伸的支撑。
二、我国风能资源分区
（1）最大风能资源区
东南沿海及其岛屿：有效风能密度≥200W/m2的等值线平行于海岸线，沿海岛屿的风能密度>300以上，有效风力出现时间百分率达80~90%，≥3m/s的风速全年出现时间约为7000~8000h，≥6的风速也有4000h。
特点：向内陆地区迅速衰减，不到100Km的地带，风能密度降至50W/m2，成为全国风能最小区。
（2）次最大风能资源区
内蒙古和甘肃北部，该地区终年为西风带控制，而其又是冷空气入侵首当其中的地方，风能密度为200~300W/m2，有效风力出现时间百分率为70%，≥3的风速全年有5000h以上，≥6的风速有2000h以上。
特点：由北向南逐渐减少，但幅度小于东南沿海。该地区虽然风能密度较东南沿海为小，但其分布范围较广，是我国连成一片的最大风能资源区。
（3）大风能资源区
黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海。风能密度在200W/m2以上，≥3和6的风速全年累积时数分别为7000和3000.
（4）较大风能资源区
青藏高原、三北地区的北部和沿海。这个地区（出去前述部分）风能密度在150~200W/m2之间，≥3的风速全年累积为4000~5000h，≥6的风速全年累积为3000以上。
其中青藏高原≥3的风速全年累积可达6500h，但由于青藏高原海拔高、空气密度
小，所以风能密度相对较小，在4000m的高度，空气密度为地面的67%，也就是所同样的8的风速，在平地为313.6W/m2，而在4000m的高度却只有209.3。因此如按3和6的风速出现的时数算，青藏高原属于最大区，但实际小于东南沿海。
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（5）最小风能资源区
云贵川，甘肃、陕西南部，河南、湖南西部，福建、广东、广西的山区以及塔里木盆地。有效风能密度在50以下，可利用的风力仅有20%左右，≥3的风速全年累积时数在2000h以下，≥6的风速在150h以下。
其中四川盆地和西双版纳地区风能最小，全年静风频率在60%以上，≥3的风速全年累积仅300h，≥6的风速仅20h。
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（6）可季节利用的风能资源区
（4）和（5）地区以外的广大地区，季节性较强。
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三、我国风能的三级区划指标体系
第一级区划指标：主要考虑有效风能密度的大小和全年有效累积小时数。
风能丰富区（“Ⅰ”区）：将年平均有效风能密度大于200W／m2、3～20m八风速的年累积小时数大于5000h；
风能较丰富区（“Ⅱ”区）：将150～200W／m2 、3～20m／s风速的年累积小时数在3000～5000h的划为；
风能可利用区（“Ⅲ”区）：将50～150W／m2 、3～20m／s风速的年累积小时数在2000～3000h；
风能贫乏区（“Ⅳ”区）：将50W／m2以下、3～20m／s风速的年累积小时数在2000h 以下。
幻灯片47
第二级区划指标：主要考虑一年四季中各季风能密度和有效风力出现小时数的分配情况，即风能的季节性变化。
第三级区划指标：风力机的最大工作风速
第四节风资源测量
一、风能资源评估步骤
对某一地区进行风能资源评估，是项目考察和项目建设前期所必须进行的重要工作。风能资源评估分如下几个阶段：
1.1资料收集、整理分析
主要内容主要包括:从地方各级气象台、站及有关部门收集有关气象、地理及地质数据资料、电网接入情况、土地利用现状、周围风电发展情况等等（尽量的收集周围已有测风塔数据资料），对当地风资源资料进行分析和归类，从中筛选出具代表性的完整的数据资料。能反映某地气候的多年(10年以上，最好30年以上)平均值和极值，如平均风速和极端风速，平均和极端(最低和最高)气温，平均气压，雷暴日数以及地形地貌等。
1.2 风能资源普查及风电场的宏观分区
对收集到的资料进行进一步分析，划分风能区域及其风功率密度等级，初步确定风能利用率较高的区域。根据风能资源调查与分区的结果，选择最有利的场址，以求增大风力发电机组的出力，提高供电的经济性、稳定性和可靠性；最大限度地减少各种因素对风能利用、风力发电机组使用寿命和安全的影响；结合项目考察所获得的当地电力需求及交通、电网、土地使用、环境等资料。根据风能资源查勘结果，初步确定几个风能可利用区，分别对其风能资源进行进一步分析、对地形地貌、地质、交通、电网及其他外部条件进行评价，并对各风能可利用区进行相关比较，从而选出并确定最合适的风电场场址。这一般通过利用收集到的该区气象台、站的测风数据和地理地质资料并对其分析、到现场询问当地居民、考察地形地貌特征如长期受风吹而变形的植物、风蚀地貌等手段来进行定性，从而确定风电场场址。
1.3 风电场风况观测
一般情况下，气象台、站提供的数据只是反映较大区域内的风气候，而且，由于仪器本身精度等问题，数据不能完全满足风电场精确选址及风力发电机组微观选址的要求。因此，为正确评价已确定风电场的风能资源情况，取得具有代表性的风速风向资料，了解不同高度处风速风向变化特点，以及地形地貌对风的影响，有必要对现场进行实地测风，为风电场的选址及风力发电机组微观选址提供最准确有效的数据。
现场测风可以在场区设立单个或多个测风塔来进行，时间至少1年以上，有效数据不得少于90％。内容包括风速、风向的统计值和温度、气压等。测风塔的数量依地形和项目的规模而定。
1.4 测风塔的安装
1.4.1 测风塔安装的目的
对测风塔安装位置的选择及其主要，主要通过对各种地形下的风速变化机理进行分析，再结合当地地质情况、海拔高度和主导风向等给出测风塔安装的最佳位置，获得最有代表性的风能资源。
测量仪器
风速的测量一般采用风杯式风速计，这种风速计一般由一个垂直方向的旋转轴和三个风杯组成，风杯式风速计的转速可以反映风速的大小。一般情况下，风速计与风向标配合使用，可以记录风速和风向数据，
机械式测风仪器的优点在于可靠性高，成本低。但同时也存在机械轴承磨损的情况，因此需要定期检测甚至更换。另外，在结冰地区，需要安装加热设备防止仪器结冰。
1.4.2 测风塔的选址
1.4.
2.1 测风塔选址方法
对于前面工作中已确定的风电场区域，首先获取1：5 万的风电场区域地形图，根据风电场区域给定的各个拐点坐标，确定风电场在地形图上的具体位置，并扩展到外沿5km的半径范围，根据等高线的多少、疏密、和弯曲形状以及标注的高程等对风电场的地形地貌进行分析，确定风电场区域内的高差和坡度，找出影响风力变化的地形特征，如高山、丘陵以及其它障碍物。
1.4.
2.2 测风塔选址原则
1、主风向
主风向上没有障碍物；
2、地形及山脉走势
分清总体地形及山体走势，需要1：50000地形图；
3、代表性
能够代表周围地形；
4、参照性
测风塔之间相互参照，不单指要有相关性，更要能体现在不同的环境下风资源差距，以看出几个地方能够相差多少；
5、标定界限
明确风电场周围土地权属，在需要的时候标定界限；
6、中心位置
尽量考虑风电场中心位置；
7、风电场一期所在地
测风塔尽量安排在一期工程范围内；
8、粗选和细选
粗选确定测风塔所在的大致位置，细选在粗选的基础上分清局部环境确定最终坐标；
二、风能资源评估参数
2.1平均风速
平均风速是最能反映当地风能资源情况的重要参数。分月平均风速和年平均风速。
2.2 风功率密度
由风能公式可知，风功率密度只和空气密度和风速有关，对于特定地点，当空气密度视为常量时，风功率密度只由风速决定。
由于风速具有随机性，其每时每刻都在变化，故不能使用某个瞬时风速值来计算风功率密度，只有使用长期风速观测资料才能反映其规律。
风功率密度越高，则该地区风能资源越好，风能利用率也高。风功率密度的计算可依据该地区多年的气象站数据和当地测风设备的实际测量数据进行；也可利用W AsP软件对风速风向数据进行精确的分析处理后计算。
2.3 主要风向分布
风向及其变化范围决定风力发电机组在风电场中的确切的排列方式，风力发电机组的排列方式很大程度地决定各台风力发电机组的出力从而决定风电场的发电效率，因此，主要盛行风向及其变化范围要精确。同平均风速一样，风向的统计分析也要依据多年的气象站数据和当地测风设备的实际测量数据进行。利用W AsP软件可对风向及其变化范围进行精确的计算确定。
2.4 年风能可利用时间
年风能可利用时间是指一年中风力发电机组在有效风速范围（一般取3~25m/s）内的运行时间。
三、风能资源评估软件
3.1 WAsP软件简介
3.2 WindFarmer 软件简介3.3 WindSim 软件简介3.4 Meteody WT软件简介3.5 WindPRO软件简介
【摘要】风电场区域范围内的风能资源藴藏状况，是开发风力发电项目最基础的组成因素，能否客观的掌握其风能资源状况是项目成功和避免投资风险的关键所在。 【关键词】区域初步甄选风资源评估微观选址 1 概述 风能资源评估是整个风电场建设、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。风能资源评估包括三个阶段：区域的初步甄选、区域风能资源评估及微观选址。 2 区域的初步甄选 建设风电场最基本的条件是要有能量丰富，风向稳定的风能资源。区域的初步甄选是根据现有的风能资源分布图及气象站的风资源情况结合地形从一个相对较大的区域中筛选较好的风能资源区域，到现场进行踏勘，结合地形地貌和树木等标志物在万分之一地形图上确定风电场的开发范围。 风电场场址初步选定后，应根据有关标准在场址中立塔测风。测风塔位置的选择要选具有代表整个风电场的风资源状况，具体做法：根据现场地形情况结合地形图，在地形图上初步选定可安装风机的位置，测风塔要立于安装风机较多的地方，如地形较复杂要分片布置立测风塔，测风塔不能立于风速分离区和粗糙度的过渡线区域，即测风塔附近应无高大建筑物、地形较陡、树木等障碍物，与单个障碍物距离应大于障碍物高度的3倍，与成排障碍物距离应保持在障碍物最大高度的10倍以上；测风塔位置应选择在风场主风向的上风向位置。 测风塔数量依风场地形复杂程度而定：对于较为简单、平坦地形，可选一处安装测风设备；对于地形较为复杂的风场，要根据地形分片布置测风点。 测风高度最好与风机的轮毂高度一样，应不低于风机轮毂高度的2/3，一般分三层以上测风。 3 区域风资源评估 区域风资源评估内容包括： 对测风资料进行三性分析，包括代表性，一致性，完整性；测风时间应保证至少一周年，测风资料有效数据完整率应满足大于90％，资料缺失的时段应尽量小(小于一周)。
内蒙古工业大学 硕士学位论文 风资源评估方法研究 姓名：李常春 申请学位级别：硕士专业：动力机械及工程指导教师：刘志璋 20060601
摘要 针对我国大型风电场建设起步相对较晚，风能资源的测量评估依据不够充分，评估所用的资料大都是10米高度处的气象站资料。部分气象站由于周围建筑环境的影响使测量数据严重失真，给风电场的选址和规划方面带来很多困难。为此作者进行了风资源评估方法的研究。 本论文介绍了有关风资源的基本概念、风的变化和风的统计特性；从风电场测风的角度出发，分析了风资源测量站址的选择方法、测量参数分析及设备安装原则等。 在实际风电场测风的基础上，本论文运用WASP软件整合数据，提出了采用NASA （美国国家航空航天局）数据库中的风资料与瑞利概率密度函数相结合的方法，来拟合风速频率分布，评估当地风资源。作者利用锡林浩特风电场实测的一年数据和百灵庙的实测数据对新方法的准确度进行了验证。得到了如下结论： （1）论文提出的风资源评估的新方法，采用NASA数据库中的风资料数据计算风速分布频率的结果与实测一年的当地风资源数据计算结果的差值在±10%以内。 （2）本文提出的风资源评估的新方法和相关理论分析及应用技术能够指导当前的风电场的选址工作。 为了更好的开展本课题的后续工作，作者提出如下建议： （1）在测风塔安装的多层风速仪中，一定要安装50米高度处的风速仪，为进一步修正新方法的估计精度打好基础。 （2）本课题的提出的研究方法并未考虑地形地貌的影响，建议下一步研究中利用电子地图提高计算准确性。 （3）基于本课题的方法，进一步规划内蒙古自治区和我国的风能资源分布情况。关键词：风资源；NASA数据；瑞利分布函数；风速频率分布；评估
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第一章风能资源概述 第一节风能基础知识 一、风的形成 风的形成是空气流动的结果，空气流动形成的动能称为风能。 空气的流动是由于不同区域空气的密度或者气压不同引起。大气压差是风产生的直接原因。 改变空气密度主要方法 （1）加热或冷却 （2）外力作用 二、影响地球表面空气流动的主要因素 1、太阳辐射 赤道和低纬度地区太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度大，地面和大气接受热量多、温度高；高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量少，温度低。 高纬度和低纬度之间的温度差异，形成南北之间的气压梯度，使空气做水平运动，风沿垂直于等压线的方向从高压向低压吹。 2、地球自转 由于地球表面及空气间摩擦力的作用，地球自转过程中将带动地球表面的空气沿地球自转的方向流动。 地球自转使空气发生偏向的力称为地转偏向力-科里奥利力。科里奥利力是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。 由于地转偏向力和高低纬度间压差所引起的压力的合力成为主导地球表层空气流动的作用力。 3、地球表面陆地和海洋等地形分布的影响 （1）山坳和海峡改变气流运动的方向，使风速增大 （2）丘陵、山地因表面摩擦大而使风速减小 （3）山脉的阻挡作用导致局部风速的增加 4、局部热效应的影响 三风的种类 1、大气环流（三圈环流）——全球性的风 大气环流是在全球范围内空气沿一封闭轨迹的运动，是决定全球风能分布最基础、最重要的因素。 了解当地的盛行风向对微观选址具有重要的意义，我们可以避开盛行风向上的障碍物，当然，当地的地形条件对风向的分布也具有决定作用。 2、季风环流 季风现象：在一个大范围地区内其盛行风向或气压系统有明显的季度变化。 主要是由于海陆分布的热力差异及行星风带的季节转换所形成的。 我国是一个典型的季风气候国家。无论风电场的选址或运行，季风特征必须认真考虑。
第一章风能资源测量 与评估
第一章风能资源概述 第一节风能基础知识 一、风的形成 风的形成是空气流动的结果，空气流动形成的动能称为风能。 空气的流动是由于不同区域空气的密度或者气压不同引起。大气压差是风产生的直接原因。 改变空气密度主要方法 （1）加热或冷却 （2）外力作用 二、影响地球表面空气流动的主要因素 1、太阳辐射 赤道和低纬度地区太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度大，地面和大气接受热量多、温度高；高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量少，温度低。 高纬度和低纬度之间的温度差异，形成南北之间的气压梯度，使空气做水平运动，风沿垂直于等压线的方向从高压向低压吹。 2、地球自转 由于地球表面及空气间摩擦力的作用，地球自转过程中将带动地球表面的空气沿地球自转的方向流动。
地球自转使空气发生偏向的力称为地转偏向力-科里奥利力。科里奥利力是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。 由于地转偏向力和高低纬度间压差所引起的压力的合力成为主导地球表层空气流动的作用力。 3、地球表面陆地和海洋等地形分布的影响 （1）山坳和海峡改变气流运动的方向，使风速增大 （2）丘陵、山地因表面摩擦大而使风速减小 （3）山脉的阻挡作用导致局部风速的增加 4、局部热效应的影响 三风的种类 1、大气环流（三圈环流）——全球性的风 大气环流是在全球范围内空气沿一封闭轨迹的运动，是决定全球风能分布最基础、最重要的因素。 了解当地的盛行风向对微观选址具有重要的意义，我们可以避开盛行风向上的障碍物，当然，当地的地形条件对风向的分布也具有决定作用。 2、季风环流 季风现象：在一个大范围地区内其盛行风向或气压系统有明显的季度变化。 主要是由于海陆分布的热力差异及行星风带的季节转换所形成的。
全国风能资源评价技术规定 （国家发展改革委2004年4月14日发布发改能源[2004]865号） 第一章总则 第一条风能资源评价主要是以现有气象台站的测风数据为基础，通过整理、分析，对全国风能资源的大小和分布进行评价。 第二条为了统一全国风能资源评价的原则、内容、深度和技术要求，在总结风能资源研究成果的基础上，参考国内、外有关标准和规范，制定《风能资源评价技术规定》（以下简称本规定）。 第三条本规定用于指导开展风能资源评价工作。 第二章基础资料收集 第四条气象台站资料 一、收集国家基准气象站、国家基本气象站和一般气象站基本信息，包括气象台站所属省名、站名、区站号、经度、纬度、海拔高度、建站时间、台站周围环境变化情况（包括台站变迁情况）、观测仪器（包括仪器变更）情况。 二、收集各气象台站1971～2000年历年年最大风速、年极大风速、年极端最高温度、年极端最低温度、年沙尘暴日数、年雷暴日数。 三、收集各气象台站1971～2000年历年逐月平均风速、平均气温、平均气压、平均水汽压。 四、收集各气象台站1991～1995年逐日日平均风速、气温、气压、水汽压。 五、收集各气象台站“代表年”逐时风速、风向观测记录。 六、“代表年”确定方法：根据全国地面气象资料1971～2000年整编成果，选择年平均风速等于或接近30年年平均风速的年份，定义为平均风速年；选择年平均风速等于或接近30年年平均风速最大值的年份，定义为最大值年；选择年平均风速等于或接近30年年平均风速最小值的年份，定义为最小值年。若存在多个年平均风速等于或接近（或、）的年份，则选择最靠近2000年的年份，下同。上述三个年份统称为“代表年”，即年平均风速分别等于或接近、、 的3个年份，下同。 第五条其它观测资料 一、收集已建自动气象站资料，内容参照本规定第四条。 二、收集已建、待建风电场基本信息及前期工作中的测风资料。 三、收集海洋站、船舶、浮标等的测风资料。 四、收集相关科学（考察）试验的测风资料。
Windfarmer软件操作步骤及注意事项 目录 一、目的： (1) 二、准备资料 (1) 三、计算步骤 (2) 1 wasp——导入文件: (2) 2 wasp-------输出文件： (2) 3 导入windfarmer： (2) 4 设置： (2) Windfarmer 应用步骤 (2) 001 前提：选型完成之后—— (2) 02 wasp部分 (3) 003 windfarmer部分 (5) 01 以现场测量数据为依据 (8) 004 RIX（陡峭度指标问题） (11) 006 损耗 (13) 007 不确定性 (13) 一、目的： windfarmer用于简单地形——基于wasp模型——同时也用于复核计算（湍流） 二、准备资料 1 原始风速数据——windgrogher——输出。Tab文件 2 边界坐标——txt-wob——或者自己在windfarmer里面地图上画 3 风机点位坐标——或者自己排布优化 4 功率曲线——.wtg 文件——wasp中建立一个风机后直接save为。Wtg格式文件 5 地图——.map+roughness 6
三、计算步骤 1 wasp——导入文件: windgrogher导出tab文件 wasp turbine editor导出风机功率曲线wtg文件 cad—globalmaper—wasp editor—导出contours+roughness的map文件 风机点位文件 计算resource grid文件前要设置边界（control+shift—画，control—移动） 若测风塔在风场边界之外则计算三个资源栅格（mast高度、mast轮毂高度、轮 毂高度） 2 wasp-------输出文件： Hub 高度的wrg文件 Mast 高度的wrg文件 3 导入windfarmer： Map+roughness地图文件 画边界点或者拖入wob文件 画出禁止区域等设置 导入风场和测风塔点位的wrg文件 布机或者导入风机点位坐标 风机属性设置——功率曲线设置——导入wtg文件 优化——迭代300-500次左右 4 设置： 控制面板设置 Windfarmer 应用步骤 001 前提：选型完成之后—— 01 windogragher部分风速数据处理整理成txt格式，包括风速风向标准偏差，
风 能是清洁的可再生能源，大力开发利用风能资源是有效应对气候变化的重要举措之 一。中国政府十分重视风能资源的有序开发和合理利用，20世纪70年代至2006年期间，先后组织开展了3次全国风能资源普查，为我国的风能资源开发提供了基础依据；为更好地满足我国风能资源持续、有序、合理地规划和开发利用需要，国家发改委、财政部及国家相关部门决定在之前全国风 中国风能资源的详查和评估 ■文—中国气象局风能太阳能资源评估中心 能资源普查结果的基础上，实施“全国风能详查和评价”项目，该项目针对中国大陆风能资源丰富、适宜建设大型风电场、具备风能资源规模化开发利用条件的地区，通过现场观测、数值模拟、综合分析等技术手段，进一步摸清我国陆上风能资源特点及其分布，为促进我国风电又好又快发展做好前期工作。该项目于2008年正式启动，由中国气象局具体牵头组织实施。 一、中国风能资源详查和评估技术发展和项目主要成果 1. 初步建立全国陆上风能资源专业观测网 依托全国风能资源详查和评价工作，中国气象局针对风能资源规划和风电场选址需要，采用规范、统一的标准，在中国大陆风能资源可利用区域设立了400座70～120米高的测风塔，初步建成了全国陆上风能资源专 图1 全国风能资源专业观测网测风塔分布示意图
业观测网（图1），该专业观测网于2009年5月正式全网观测运行，已获取的实地观测数据为全国（陆上）风能详查和评价提供了可靠的依据，同时也为规范风能资源观测的专业化运行和管理积累了丰富的实际操作经验。该专业观测网的持续运行，可为开展风能预报业务和风电场后评估提供基础支持。 2. 研发了适用于中国的风能资源评估系统 中国气象局风能太阳能资源评估中心在引进和吸收加拿大、丹麦和美国等风能数值模拟评估的成功经验基础上，根据中国地理、气候特点进行改进和优化，采用先进的地理信息系统（GIS）分析技术，开发了适于中国气候和地理特点的风能资源评估系统（W E R A S/C M A），数值模拟的水平分辨率达到1千米以下，风能参数模拟精度能够满足各级风电规划和风电场选址需要。图2展示了W E R A S/ CMA的系统工作流程图。 3. 研发了规范、适用的风能资源 计算评估系统 依据IEC61400-1、IEC61400- 12-1、GB/T 18710-2002、QX/T74- 2007等国际国内风能资源计算评估技 术规范，在气象部门原有的“风能资 源计算评估系统” V1.0版软件基础上 进行研制和完善，使之适用于风能专 业观测网一体化观测系统特有的仪器 设置和数据采集方式，实现了多种观 测仪器原始数据格式的标准转换，原 始观测数据的质量检查、缺测数据的 自动插补订正、统一的数据库管理、 Word文档图表的全自动生成等功能， 满足了本项目计算评估大量的数据处 理、规范的参数计算、标准的图表制 作和便捷的报告编制等要求。 4. 建立了风能资源数据库共享系统 以地理信息系统和网络技术为支 撑，根据风能观测数据的采集和传输 特点，通过新一代气象通信系统，建 立了具备测风塔观测数据实时采集、 传输、质量控制、统计加工、分发存 储等全功能处理流程；建成的全国 风能资源数据库包括了风能观测塔数 据、风能评估参政气象站历史数据、 数值模拟计算结果和风能资源综合评 价的各类参数，通过分级管理形成了 全国风能资源数据共享系统，可为全 社会各个层面提供风能基础数据、评 估参数和图表成果等的公共服务。 5. 编制完善了一系列风能资源详 查和评价的规范性技术文件 针对项目执行中的各个技术环 节，参考国际、国内相关规范，考虑 我国气候特点、地理条件等因素，并 结合本项目工作大纲要求，研究编制 了《风能资源详查和评价工作测风塔 选址技术指南》、《测风塔塔体及其 防雷技术要求》、《测风塔风能观测 系统技术要求》和《风能资源综合评 价技术规定》、《风能资源短期数值 模拟技术规定》等规范性技术文件， 在规范和指导项目执行的同时，及时 进行总结、补充和修正，使各规范性 技术文件更加完善、合理，并具有普 适性和可操作性。 图2 WERAS/CMA的系统工作流程图
深圳市太阳能、风能资源评估报告 （简本） 深圳市国家气候观象台（市气候中心） 一、 编写背景 在全球气候变暖的背景下，各国政府都对节能减排工作高度重视。在今天，节能减排已不仅是一个科学技术问题，更成为国际政治博弈的核心问题，与节能减排有关的政策甚至能影响到数十亿人的命运，其重要性不言而喻。我国于2007年发布了《中国应对气候变化国家方案》，随后国内各 省在发改委的牵头下，制定本省的应对气候变化方案。而作为应对气候变化的核心工作，节能减排在国家层面和省级层面都被明确为“减缓”气候变化的最重要的举措。节能减排 工作可以分为两个方面：一方面是“节流”，在技术上通过提高能源使用效率降低能耗，在政策上引导产业向低能耗发展，从而减少单位GDP 的能耗和排放；一方面是“开源”，通过开发和使用清洁能源，达到消费能源却不增加排放的目的。 2010年12月，深圳市“应对气候变化及节能减排工作领导小组”正式成立，明确由市气象局负责组织气候变化的相关科学研究工作。这其中，关于深圳的太阳能、风能资源深圳市气候中心 深圳市气候中心
评估成为一项重要任务，在前期所开展的科学研究基础上，提供深圳市太阳能、风能的评估报告，将为深圳市政府、企 业科学合理地开发使用清洁能源提供科技支撑，从而有效地 推动深圳节能减排工作的整体进展。 二、深圳市太阳能资源评估 （一）评估方法 深圳太阳能资源评估采用了基于起伏地形下的天文辐射分布式模型的计算方法，综合使用深圳的数字高程模型（DEM）数据与深圳及周边4个城市的30年太阳辐射观测数据，完成了深圳市太阳能时空分布的计算。在计算中充分考 虑了地形坡度、开阔度和不同用地类型反射率等因素的影 响。 （二）评估结论 深圳市大部分地区属于太阳能资源丰富~很丰富地区。平原地区太阳辐射年总量在4759-5116 MJ/m2之间；山地南坡南坡太阳辐射年总量在4027-4759 MJ/ m2之间；山地北坡太阳辐射年总量在3135-4223 MJ/m2之间，具体分布见图1。 深圳市气候中心 深圳市气候中心
风资源测量与评估实务 ——测风数据处理与验证
测风数据处理 测风数据处理包括对数据的验证、订正，并计算评估风资源所需要的参数。 一．数据验证 数据的验证是检查风场测风获得的原始数据，对其完整性和合理性进行判断。经过初步检验和审查，没有发现不合理的数据和缺测的数据。 二．数据检验 (1). 完整性检验 数据数量与时间顺序应与预期数据一致。 (2). 合理性检验 范围检验 主要参数 合理范围 平均风速 0 ≤小时平均值≤40m/s 风向 0≤小时平均值≤360 平均气压 94kpa<小时平均值<106kpa 相关性检验 50m/30m 高度小时平均风速差值 <2.0m/s 50m/10m 高度小时平均风速差值 <4.0m/s 50m/30m 高度风向差值 <22.5 趋势检验 1h 平均风速变化 <6m/m 3很平均气压变化 <1kpa 1h 平均温度变化 <5℃ 所有数据均在同一高度，故无需相关性检查。另外，要仔细判别并处理不合理数据。 有效数据完整率= %100--X 应测数目 无效数据数目 缺测数目应测数目 有效数据完整率要达到90%。 三. 数据订正 根据长期测站的观测数据，将测风数据订正为一套反映风场 长期平均水平 的代表性数据 ，即风场测风高度上代表年的逐小时风 速风向数据。 四.数据处理 将订正后的数据处理成 评估风场风能资源所需要的各种参数 ，包括不同时段的平均风速和风功率密度、风速频率分布、风向频率等。.（1）平均风速 月平均、年平均；个月同一钟点平均、全年同一钟点平均。
（2）风功率密度 ))((2131i n i WP v n D ρ=∑= D wp ---平均风功率密度，W/m 2 n-----在设定时段内的记录数 ρ----空气密度，kg/m 3 3i v -----第i 记录的风速（m/s ）值的立方 平均风功率密度的计算应是设定时段内逐小时风功率密度的平均值，不可用 年（或月）平均风功率密度。 D wp 中的ρ必须是当地年平均计算值。它取决于温度和压力， 空气密度可按照如下公式进行计算：（一般取1.0253/m kg ） RT P = ρ ρ-----空气密度，kg/m 3 P------年平均大气压力，Pa R----气体常数（287J/kg ?K ） T----年平均空气开氏温标绝对温度 综合以上数据，再画出风速、风功率密度折线图然后算出风向频率画出风玫瑰图。
内蒙乌拉特后旗XX风电场 风能资源评估报告 2019年2月
1.1设计依据 1）地图：DEM30米网格精度的矢量地形图； 2）业主提供的6812#、6498#测风塔测风数据； 3）业主提供的一期相关资料； 3）海力素气象站的气象数据； 4）风力发电场设计相关规程。 1.2区域风能资源概述 乌拉特后旗地处中温带，属高原大陆性干旱气候区，深居大陆内部，具有高原寒暑剧变特点，四季分明，春干燥多风，夏短促干热，秋温和凉爽，冬漫长寒冷。全年干旱少雨，风沙大，无霜期短。春季3～5月，是大风季节，年平均风速5.5m/s。受强大的蒙古冷高压长时间控制，风电场所在区域已成为冷空气南下的主要通道。南下气流通过时具有增速效应；加之其地域开阔平坦、植被稀疏，建筑物及树木稀少，气流的摩擦阻力小等原因，使得该地区常年有风，冬春最盛，风能资源丰富。 1.3风电场所在地区气象站资料分析 1.3.1.参证气象站站概况 本工程收集了海力素气象站资料做为工程气象资料进行分析，海力素气象站设立于1958年，原址位于巴彦淖尔盟杭锦后旗巴音温都尔公社虎勒盖尔“戈壁”，1964年改名为乌拉特中后联合旗虎勒盖尔气象服务站，地理坐标为东经106°10′，北纬42°12′，观测海拔高度1185.8m；1970年10月1日迁往海力素地区，地址为巴彦淖尔盟潮格旗那仁宝力公社海力素“戈壁”，东经106°24′，北纬41°24′，观测场海拔高度1509.6m。
表1.1 海力素气象站基本气象要素 项目数值项目数值全年平均气温 5.5℃多年平均相对湿度41% 全年平均气压848.7hpa 冻土期10月上旬～4月 中旬 全年平均水气压 4.3hpa 累年最大冻土深度>200cm 累年极端最高气温38.1℃累年最大积雪深度12 cm 累年极端最低气温-32.6℃年均沙尘暴日数16.8(天) 全年平均降水量128.8mm 年均雷暴日数16.2(天) 多年平均蒸发量3314.4mm 年均冰雹日数0.8(天) 1.3. 2. 气象站平均风速 图1.2 海力素气象站历年风速年际变化直方图 海力素气象站多年逐月平均风速统计成果见下表，多年平均风速年变化直方图见下图。
全国重点省份风能资源分析 二〇二〇年九月
目 录 一、全国风能资源情况 (1) 二、山西 (8) 三、河北 (12) 四、山东 (17) 五、河南 (21) 六、陕西 (26) 七、江苏 (31) 八、湖北 (35) 九、湖南 (39)
一、960个直简称都。盆地 主要、全国风中国位于 0万平方千直辖市、称。省级人。北京是中国地势地和平原约 要有阿尔泰能资源情于亚洲东千米，有2个特别行人民政府中国的首势西高东约占陆地 泰山、天情况 部、太平34个省级行政区。在驻地称省都。 低，山地地面积的3 天山、昆仑平洋的西岸级行政区，在历史上省会（首府中国行政区地、高原和3%。山脉 仑山、喀喇岸。领土辽包括23上和习惯上府），中央区划图 和丘陵约占脉多呈东西 喇昆仑山、辽阔广大，个省、5个上，各省级央人民政府占陆地面积西和东北一 喜马拉雅，总面积约个自治区级行政区都府所在地是积的67% 一西南走 雅山、阴约区、4都有是首 ，向，山、
秦岭山等以东地势以东达太自北镶嵌 水深岭、南岭、等山脉。 西部有世 东的内蒙古势的第二级东至海岸线跨过第二太平洋沿岸北向南分布嵌着低山和 深大都不足、大兴安世界上最古、新疆级阶梯。大线多为平二阶梯东岸是第三布着东北和丘陵。再足200 米岭、长白高大的青地区、黄大兴安岭一原和丘陵缘的大兴三阶梯，此阶平原、华再向东为中。 山、太行青藏高原，黄土高原、一太行山陵，是第三兴安岭、太阶梯地势下华北平原、 中国大陆行山、武夷平均海拔四川盆地一巫山一三级阶梯。太行山、巫下降到50长江中下 架浅海区夷山、台湾拔4000米地和云贵高一武陵山一 巫山和雪峰00米至10下游平原，区， 也就是第湾山脉和横米以上。以高原，是中一雪峰山一峰山，向东000米以下平原的边 第四级阶横断以北中国一线东直下，边缘梯，
发电设备(2009No.5) 风电场风能资源评估 收稿日期:2009-05-10 作者简介:魏子杰(1973),男,工程师,主要从事电站动力设备的开发技术工作。 新能源 风电场风能资源评估 魏子杰, 段宇平 (中能电力科技开发有限公司,北京100034) 摘 要:结合甘肃省玉门市低窝铺二期风电场工程对测风资料进行了分析,得出1年中各月份的平均风速,10m 高及70m 高处各等级风速的百分比,风向分布等,可得出主风向、年风功率密度及年风能可利用小时数,从而实现对风能资源的精确评估。 关键词:风电场;风能资源;有效风速;年可利用小时 中图分类号:T M 614 文献标识码:A 文章编号:1671-086X(2009)05-0376-03 Wind Energy Resource Assessment for Wind Farm WEI Z-i jie, D UA N Yu -ping (Z hong N eng Power -Tech D evelopment Co.,Ltd.,Beijing 100034,China) Abstract:By a na ly zing the w ind me asur eme nt data o f G ansu Y umen D iw opu se cond -phase w ind f ar m pr o ject,the mo nthly ave ra ge w ind speed in a ye ar ,the perce nt age o f w ind spe ed a t v ar io us scales at heig ht 10m and 70m as w ell as specific air dir ection distribution ar e o btained,thus the main wind dir ection,annual wind pow er density and applica ble ho ur s o f annual w ind ener gy can be estimate d.T his m akes it po ssible to per fo rm accur ate a ssessment fo r the wind e ne rg y r eso ur ce. Keywords:w ind f arm ;w ind energ y r eso ur ce;e ff ectiv e w ind speed;annual a pplicable hour 风电是绿色可再生能源,发展风电是实施能源可持续发展战略的重要措施。我国目前正在大力加快风电建设。甘肃省玉门市有着较为丰富的风力资源,具备规模开发、商业化运营条件。风能资源的评估是风电场建设成败的关键。本文在玉门气象站测风数据的基础上对低窝铺的风能资源进行了评估[110]。 1 风电场概况 玉门市位于昌马河冲积扇地带,扇腰以上为戈壁,以下为绿洲。该地区属典型的温带大陆性气候,昼夜温差大,降水量小,蒸发量大;地势自东南向西北倾斜,形成两山夹一谷的地形,成为 东西风的通道。由于大气环流和特殊地形等原因,该地区风能资源丰富,全市风能资源理论储 量约3.0@107kW 。低窝铺风电场二期位于甘肃省酒泉地区玉门市玉门镇西南约15km,分布在低窝铺风电场一期的东西两侧。地势平坦,场地开阔,地势总体为西南高、东北低,海拔1556~1620m,地形起伏不大。 2 测风数据来源 玉门气象站位于风电场的东北方向约12km ,是距风电场最近的气象站,属于国家基本气象站。目前,采用经国家鉴定的上海气象仪器厂生产的EL 型电接风向风速仪,安装高度为10.6m 。该站具有30年以上各气象要素的长期观测资料可作比对。业主单位甘肃洁源风电公司提供了3座测风塔的数据,由于2号、3号测风塔现场采集的测量数据完整率低于98%,不符合5风 # 376#
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。 以百色地域为例，风能地图的整体生成步骤有三： 按照需要的空间精度对百色地区进行网格划分，得到所有网格节点的经纬度坐标； 计算每一个坐标的年风资源时间序列，并计算平均风速； 根据风速大小对所有坐标点进行染色处理；既可得到整个地区的风能地图。 可见，风能地图的制作需要大规模、长时间的风资源计算过程；国能日新基于多年开发的风电气象资源和大规模云计算平台，可以为用户提供上述的所有计算过程。有了风能地图，我们就可以按图索骥，寻找还没有开发的风资源富集地区进行下一步的考察和前期工作了。 二、风能详查 风能详查是通过计算模拟给出某个测点的按时间序列的风速风向数据。首先用户选定大的位置之后，在小范围空间中进行细分式筛选时，有针对性地选择若干空间坐标进行风资源详细分析。此时，根据用户提供的经纬度坐标，给出详细的风资源时间序列，用于风资源评估和缩短项目建设周期。 这一步骤有三方面优势： 缩短前期考察时间周期，节约时间成本； 补齐实际工作中的缺测数据，减少前期工作周期； 为测风塔选址、风电场最终选址提供科学依据。 有了时间序列，我们就可以计算风资源的威布尔分布、风向玫瑰图等，进行相关前期的分析工作了，这为定量对比不同地理坐标点的风资源提供了确切的量化指标（如下图所示）。
风电场风能资源评估及微观选址方法2017-07-21 科技论坛 风电场风能资源评估及微观选址方法 高兴建 （黑龙江华富风力发电穆棱有限责任公司,黑龙江穆棱157500） 摘要：风能资源评估是整个风电场建设、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。本文主要针对风能资源评估及微观选址进行了分析 关键词：风电场;风能资源评估;微观选址方法1风能资源评估 风能资源评估包括三个阶段：区域的初步区域风能资源评估及微观选址。甄选、 1.1区域的初步甄选 建设风电场最基本的条件是要有能量丰 区域的初步甄选是根富，风向稳定的风能资源。 据现有的风能资源分布图及气象站的风资源情况结合地形从一个相对较大的区域中筛选较好的风能资源区域，到现场进行勘探，结合地形地貌和树木等标志物在万分之一地形图上确定风 应电场的开发范围。风电场场址初步选定后， 根据有关标准在场址中立塔测风。测风塔位置的选择要选具有代表整个风电场的风资源状况，具体做法：根据现场地形情况结合地形图，在地形图上初步选定可安装风机的位置，测风塔要立于安装风机较多的地方，如地形较复杂要分片布置立测风塔，测风塔不能立于风速分离区和粗糙度的过渡线区域，即测风塔附近应 地形较陡、树木等障碍物，与单无高大建筑物、 个障碍物距离应大于障碍物高度的3倍，与成排障碍物距离应保持在障碍物最大高度的10倍以上；测风塔位置应选择在风场主风向的上风向位置。测风塔数
量依风场地形复杂程度而定：对于较为简单、平坦地形，可选一处安装测风设备；对于地形较为复杂的风场，要根据地形分片布置测风点。测风高度要最好风机的轮毂高度一样，应不低于风机轮毂高度的2/3，一般分三层以上测风。 1.2区域风资源评估 区域风资源评估内容包括： 对测风资料进行三性分析，包括代表性，一致性，完整性；测风时间应保证至少一周年， 资测风资料有效数据完整率应满足大于90％， 料缺失的时段应尽量小（小于一周）。根据风场测风数据处理形成的资料和长期站（气象站、海 《风电场风资洋站）的测风资料，按照国家标准 源评估方法》（GB/T18710-2002）计算风电机组轮毂高度处代表年平均风速，平均风功率密度，风电场测站全年风速和风功率日变化曲线图，风电场测站全年风速和风功率年变化曲线图，风电场测站全年风向、风能玫瑰图，风电场 风能玫瑰图，风电场测站的风切测站各月风向、 变系数、湍流强度、粗糙度；通过与长期站的相关计算整理一套反映风电场长期平均水平的代 地表粗糙度、障表数据。综合考虑风电场地形、 碍物等，并合理利用风电场各测站订正后的测风资料，利用专业风资源评估软件（WASP、WindFarmer等），绘制风电场预装风电机组轮毂高度风能资源分布图，结合风电机组功率曲 按照国家标准《风力发线计算各风机的发电量。 电机组安全要求》（GB1845.1-2001）计算风电场预装风电机组轮毂高度处湍流强度和50 年一遇10min平均最大风速，提出风电场场址风况对风电机组安全等级的要求。根据以上形成的各种参数，对风电场风能资源进行评估，以判断风电场是否具有开发价值。 1.3微观选址目前，国内微观选址通常采用国际上较为流行的风电场设计软件WASP及WindFarmer进行风况建模，建模过程如下：
中南大学 新能源概论论文 题目：风能的开发与利用 姓名：杜文齐 学院：外国语学院 班级：1402班 学号： 2015年2月14日 风能的开发与利用 外语院杜文齐 【摘要】：在不断持续的能源紧张中，不少人想到了新能源利用，风能作为一种清洁能源在环境日益恶化的今天更具有广阔的发展前景。本文从风能发展的历史背景、具体用途、我国的现实利用状况和开发的阻力出发，浅析风能这一新能源的无限潜力。 在有着“彩云之南”之称的云南的湛蓝天空下，给人印象最为深刻的就是这里的风。四周安静的时候，甚至能听到空气流动的声音。它从你的耳畔掠过，从你的指尖流过，胸中浊气涤荡一空，在一呼一吸之间，身心也轻盈起来。在这个空气清新、负氧离子浓密的地方，你可以自由自在地、毫无负担地呼吸。这清新除了缘于高原的气候特点之外，也与云南省清洁能源的大力发展，减少大气污染有关，以风能为代表的清洁能源在近年来正在快速发展。
风能具有悠久的利用历史，在蒸汽机发明以前，风能曾经作为重要的动力，用于船舶航行、提水饮用和灌溉、排水造田、磨面和锯木等,最早的利用方式是“风帆行舟”。我国是最旱使用帆船和风车的国家之一，至少在3000年前的商代就出现了帆船，唐代有“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”的诗句，可见那时风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是中国的明代，14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋，庞大的风帆船队功不可没。明代以后，风车得到了广泛的使用，宋应星的《天工开物》一书中记载有：“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”，这是对风车的一个比较完善的描述。我国风帆船的制造已领先于世界。方以智着的《物理小识》记载有：“用风帆六幅，车水灌田，淮阳海皆为之”，描述了当时人们已经懂得利用风帆驱动水车灌田的技术。中国沿海沿江地区的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法，一直延续到20世纪50年代，仅在江苏沿海利用风力提水的设备曾达20万台。 12世纪，风车从中东传入欧洲。16世纪，荷兰人利用风车排水、与海争地，在低洼的海滩地上建国立业，逐渐发展成为一个经济发达的国家。今天，荷兰人将风车视为国宝，北欧国家保留的大量荷兰式的大风车，已成为人类文明史的见证。在蒸汽机出现之前，风力机械是动力机械的一大支柱，其后随着煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得，各种曾经被广泛使用的风力机械，由于成本高、效率低、使用不方便等，无法与蒸汽机、内燃机和电动机等相竞争，渐渐被淘汰。 而今，在这个属于可再生能源的世纪，风能作为一种清洁，安全，可再生的绿色能源，对于人类社会可持续发展具有重要意义，因而它具有极
关于风能资源评估中几个关键问题的分析 发表时间：2020-03-14T12:56:27.887Z 来源：《福光技术》2019年32期作者：潘婷 [导读] 风能是一种资源极为丰富的可持续再生的清洁自然能源，无论从经济原则和技术可靠程度考虑都是矿石能源的首选替代能源。 中国三峡新能源 ( 集团 ) 股份有限公司新疆分公司新疆乌鲁木齐 830000 摘要：风能是一种资源极为丰富的可持续再生的清洁自然能源，无论从经济原则和技术可靠程度考虑都是矿石能源的首选替代能源。风能资源评估的合理性和准确性对能源的利用率和经济效益都有着重要的意义。今后，随着人类科技的创新发展，风能一定会更广泛高效可靠地为人们应用并为人类造福千秋万代。 关键词：风能；资源评估；关键问题；分析 一、风能资源评估相关技术概论 现有的风能资源评估的技术手段有 3 种：基于气象站历史观测资料的评估、基于气象塔观测资料的评估以及基于数字模拟的风能资源评估。 基于气象站历史观测资料的评估 20 世纪 80 年代、20 世纪 90 年代以及 2003 年，我国气象研究所分别开展了三次风能历史资源整合，即采用基于气象站历史观测资料的评估技术对我国风能资源进行评估，进而计算平均风速、Weibull 参数等风能参数，最后给出 10m 高度上风能资源分布图谱，图 1 为第二次风能历史资源整合绘制结果 [5]。 基于气象站历史观测资料的风能评估技术虽然有一定的准确性，但是仍存在着一些不可抗的问题，主要表现在： 气象站检查风能高度限制 我国气象站观测站的测风高度只有 10m，而风机的轮毂高度大多数都在 50 和 70m，近地层风速随高度的变化取决于局地地形和地表条件以及大气稳定度，因此从 10m 高度的风能资源很难准确推断风机轮毂高度的风能资源； 气象站分布广度和密度限制 我国地域辽阔，这就导致了气象站分布的广度和密度受到了限制，据相关资料记录，我国的气象站分布间距为 50~200km，东部地区气象站分布密度较大，西部地区分布稀少，西部的统计分析结果的误差就会很大，即使是 50km 分辨率的统计计算结果也只能宏观地反映中国风能资源的分布趋势，不能较准确定量地确定一个区域可开发风能资源的覆盖范围和风能储量； 气象站分布位置的合理性 由于我国城市化快速发展的影响，城镇地区的风速相对较小，对风能资源评估结果有一定影响。 针对上述三个问题，基于气象站历史观测资料的评估还不能满足中国制定风电发展规划对风能资源评估的需求。 基于气象塔观测资料的评估 基于气象塔观测资料的评估由于测风资料的时段不统一，因此对风能资源评估结果的准确度会有一定的影响。此外，由于设立测风塔观测的人力和物力耗费很大，仅仅依靠气象塔的观测资料进行区域风能资源评估是不可行的。由于观测对人力、物力的消耗，不可能在大范围内建立密集的观测网，也不可能像气象站一样进行常年观测，所以基于气象塔观测资料的评估的适用准确性不高。 基于数字模拟的风能资源评估 将数值模拟技术应用于风能资源评估是一个行之有效的方法。从基础理论上讲，建立在对边界层大气动力和热力运动数学物理描述基础上的数值模拟技术要优于仅仅依赖气象站观测数据的空间插值方法；从实际应用上来看，数值模拟方法可以得到较高分辨率的风能资源空间分布，可以更精确地确定可开发风能资源的面积和风机轮毂高度的可开发风能储量，更好地为风电开发的中长期规划和风电场建设提供科学依据。 二、风能资源评估中的关键问题 2.1“Wasp”与“GFD”的应用 经过 20 多年的发展，风电行业中风资源的评估工作已经取得了良好的成就。在风电场工程建设方面 ( 尤其是陆上风电场的建设 ) 明显已经积累了诸多的经验，与其相关的风资源评估技术也处在日趋完善与成熟的发展进程中。然而，在世界各国持续进行风电大规模开发的大背景下，真正能够适应陆上风电开发的区域越来越少（地形简单、风能资源丰富）。因此，复杂地形区域、风能资源丰富的山区则逐渐成为了陆上风电开发的重点区域。然而，我国正是一个多山国家，地形复杂、凤能资源的山区存在很多，但是这些地区由于地形起伏较大，其空气的流动在地面附近始终都存在明显的流动分离现象，这样的现象俨然不能够满足 Wasp 风能资源评估软件中风流模型的附着流假定条件，所以对风能资源评估往往都会存在误差。 就我国目前的实际情况来看，很多风电场的实际年发电量长期低于地域预测值的状态（往往都会在地域预测值 20%-30% 左右）。导致这种现象的根本原因就在于我国风电场的复杂地形，这种复杂的地形与 Wasp 评估软件的性能并不匹配，一旦地形或气候超过了一定的范围之后，Wasp 评估软件就会存在较大的误差。 综上所述，在实际的风能资源工程中，我们理应根据具体的地形特点来对风电场的区域进行分区，将测风塔适当的分布于每个典型地形区域，以分区的形式来对风能资源进行评估（评估的实现必须以测风数据为基础）。 2.2 地理信息系统技术 (GIS) 的应用 从整体上来看，观测三维展示、平面图形显示、观测要素显示、风能分布产品、数据管理模块以及系统设置模块等功能模块，GIS 系统主要是利用了 AreGIS 软件的空间分析组件对空间图形的表达与分析以及其属性数据与空间数据相关联的特点来实现的，GIS 系统以此来有效建立了高度层不同的全国风速、风能分析模型，能够从不同的侧面以不同的时空组合与表现形式来实现对风电场区域内的风资源影响因素的空间操作，整个分析与评估的过程是可视化、自动化的。具体来说，GIS 系统主要包含的功能模块以下几种：一是数据的监控分析。能够实现对各个测风塔测风数据的实时监控，成为空间分析的数据源，二是空间数据的预处理 GIS 系统为风能产品的生成提供了在数