第一章-风能资源测量与评估
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风电场风能资源测量和评估技术规定第一章总则第一条为加强风电场风能资源测量和评估技术管理,统一和规范工作内容、方法和技术要求,提高工作成果质量,根据国家标准GB/T 18709—2002《风电场风能资源测量方法》和GB/T 18710—2002《风电场风能资源评估方法》,制定《风电场风能资源测量和评估技术规定》(以下简称本规定)。
第二条本规定适用于规划建设的大型风电场项目,其它风电场项目可参照执行。
第二章风能资源测量第三条测风塔位置和数量1 测风塔安装位置应具有代表性1)测风塔安装点应在风电场中有代表性,并且周围开阔;2)测风塔安装点靠近障碍物如树林或建筑物等对分析风况有负面影响,选择安装点时应尽量远离障碍物。
如果没法避开,则要求测风点距离障碍物的距离大于10倍障碍物的高度。
2 测风塔数量应满足风能资源评估要求测风塔数量应满足风电场风能资源评价的要求,并依据风场地形复杂程度而定。
对地形比较平坦的大型风电场,一般在场址中央选择有代表性的点安装1 个70m高测风塔。
在测风塔70m和40m高度分别安装风向标测量风向,在10m、25m、40m、50m、60m和70m分别安装风速仪测量风速,在 3m高度附近安装气压计和温度计测量气压和温度。
另外,在70m塔周围应再安装3~4个40m高测风塔,在40m测风塔的40m和25m高度分别安装风向标测量风向,在10m、25m和40m 高度分别安装风速仪测量风速。
对地形复杂的风电场,测风塔的数量应适当增加。
第四条测量参数1 风速参数采样时间间隔应不大于3秒,并自动计算和记录每10分钟的平均风速,每10分钟的风速标准偏差,每10分钟内极大风速及其对应的时间和方向。
单位为m/s。
2 风向参数采样时间间隔应不大于3秒,并自动计算和记录每10分钟的风向值。
风向采用度来表示;也可以采用区域表示,区域共分为16等分,每个扇形区域含22.5°。
3 温度参数应每10分钟采样一次并记录,单位为℃。
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。
《风能的开发与利用》--教案章节一:风能概述教学目标:1. 了解风能的定义和特点。
2. 掌握风能的利用历史和现状。
3. 理解风能作为一种可再生能源的重要性。
教学内容:1. 风能的定义和特点。
2. 风能的利用历史和现状。
3. 风能作为一种可再生能源的重要性。
教学活动:1. 引入话题:讨论风能的定义和特点。
2. 讲解:介绍风能的利用历史和现状。
3. 小组讨论:探讨风能作为一种可再生能源的重要性。
章节二:风能的测量与评估教学目标:1. 了解风能的测量方法和指标。
2. 掌握风能评估的基本原理。
3. 能够进行简单的风能评估计算。
教学内容:1. 风能的测量方法和指标。
2. 风能评估的基本原理。
3. 风能评估计算的方法。
教学活动:1. 讲解:介绍风能的测量方法和指标。
2. 演示:展示风能评估的基本原理。
3. 练习:进行简单的风能评估计算。
章节三:风能利用的技术与设备教学目标:1. 了解风能利用的主要技术和设备。
2. 掌握风力发电机的原理和构造。
3. 理解风能利用的现状和趋势。
教学内容:1. 风能利用的主要技术和设备。
2. 风力发电机的原理和构造。
3. 风能利用的现状和趋势。
教学活动:1. 讲解:介绍风能利用的主要技术和设备。
2. 实物展示:展示风力发电机的原理和构造。
3. 小组讨论:探讨风能利用的现状和趋势。
章节四:风能项目的规划与实施教学目标:1. 了解风能项目的基本流程和步骤。
2. 掌握风能项目规划的关键因素。
3. 能够进行风能项目的实施和评估。
教学内容:1. 风能项目的基本流程和步骤。
2. 风能项目规划的关键因素。
3. 风能项目的实施和评估方法。
教学活动:1. 讲解:介绍风能项目的基本流程和步骤。
2. 案例分析:分析风能项目规划的关键因素。
3. 小组讨论:探讨风能项目的实施和评估方法。
章节五:风能的利用与环境保护教学目标:1. 了解风能利用对环境的影响。
2. 掌握风能利用的环境保护措施。
3. 能够分析风能利用与环境保章节六:风能利用的经济与政策教学目标:1. 了解风能利用的经济效益。
风电场风能资源测量和评估技术规定第一章总则第一条为加强风电场风能资源测量和评估技术管理,统一和规范工作内容、方法和技术要求,提高工作成果质量,根据国家标准GB/T 18709—2002《风电场风能资源测量方法》和GB/T 18710—2002《风电场风能资源评估方法》,制定《风电场风能资源测量和评估技术规定》(以下简称本规定)。
第二条本规定适用于规划建设的大型风电场项目,其它风电场项目可参照执行。
第二章风能资源测量第三条测风塔位置和数量1 测风塔安装位置应具有代表性1)测风塔安装点应在风电场中有代表性,并且周围开阔;2)测风塔安装点靠近障碍物如树林或建筑物等对分析风况有负面影响,选择安装点时应尽量远离障碍物。
如果没法避开,则要求测风点距离障碍物的距离大于10倍障碍物的高度。
2 测风塔数量应满足风能资源评估要求测风塔数量应满足风电场风能资源评价的要求,并依据风场地形复杂程度而定。
对地形比较平坦的大型风电场,一般在场址中央选择有代表性的点安装1 个70m高测风塔。
在测风塔70m和40m高度分别安装风向标测量风向,在10m、25m、40m、50m、60m和70m分别安装风速仪测量风速,在 3m高度附近安装气压计和温度计测量气压和温度。
另外,在70m塔周围应再安装3~4个40m高测风塔,在40m测风塔的40m和25m高度分别安装风向标测量风向,在10m、25m和40m 高度分别安装风速仪测量风速。
对地形复杂的风电场,测风塔的数量应适当增加。
1 风速参数采样时间间隔应不大于3秒,并自动计算和记录每10分钟的平均风速,每10分钟的风速标准偏差,每10分钟内极大风速及其对应的时间和方向。
单位为m/s。
2 风向参数采样时间间隔应不大于3秒,并自动计算和记录每10分钟的风向值。
风向采用度来表示;也可以采用区域表示,区域共分为16等分,每个扇形区域含22.5°。
3 温度参数应每10分钟采样一次并记录,单位为℃。
《风力发电技术》电子教案教学内容任务1.1 风的形成一、风的特点1、风的变化性和不稳定性。
2、风力大小从地球表面,随海拔的升高而增大。
3、空气的密度随海拔的升高而减小。
二、风的形成太阳能正是形成大气压差的原因。
1、气压梯度力由于高低纬度之间的温度差异,造成了南北向之间的气压梯度,由于气压梯度引起的力就叫气压梯度力。
在气压梯度力的作用下,使空气做水平运动,并沿垂直于等压线的方向由高压向低压吹。
●在赤道和低纬度地区,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,温度较高;●高纬度地区,太阳高度角小,日照时间短,太阳辐射强度小,地面和大气接受热量少,温度低。
2、地转偏向力地球自转使空气运动发生偏向力,这种力称为“地转偏向力”。
在赤道附近,地转偏向力为零,随着纬度的增加而增大,在极地达到最大。
在这种力的作用下,北半球气流向右偏转,南半球气流向左偏转。
图1-1 三圈环流示意图3、大气环流在地球上由于地球表面受热不均,引起大气层中空气压力不均衡,因此形成地面与高空的大气环流。
这种环流在地球自转偏向力的作用下,形成了赤道到纬度30°N环流圈(哈德来环流)、纬度30°~60°N环流圈和纬度60°~90°N环流圈,这便是著名的“三圈环流”,如图1-1所示。
1)纬度30°N环流圈在赤道附近,空气受热膨胀上升,造成赤道上空气压升高,空气向极地方向流动。
以北半球为例,由于赤道附近地转偏向力很小,空气基本受气压梯度力影响,因此赤道上空的空气由南向北流动。
随着纬度的增加,地转偏向力逐渐加大,空气运动向右偏转。
在纬度30°附近,偏角到达90°,地转偏向力与气压梯度力相当,空气运动方向与纬圈平行,所以在纬度30°附近上空,赤道来的气流受到阻塞而聚积,气流下沉,形成这一地区地面气压升高,就是所谓的“副热带高压”。
副热带高压下沉气流分为两支,一支从副热带高压向南流动,指向赤道。
风电工程中的风能资源评估风能作为一种清洁、可再生的能源,正受到越来越多国家的重视和采用。
风电工程作为利用风能的重要手段,对于评估风能资源的充分利用至关重要。
本文将探讨风电工程中的风能资源评估方法,从测风塔的设立到风能资源利用的分析,全面介绍风能资源评估的重要性与方法。
1. 风电场调查与测风塔设立风电场调查是风能资源评估的第一步,通过调查潜在的风力资源区域,评估其可用的风能量。
这一步骤需要充分了解该地区的地理特点、气候条件、地形状况等因素。
同时,为了准确测量风能资源,需要在风电场内设置测风塔。
测风塔是通过在不同高度上安装测风仪器,实时监测风速和风向,为后续的风能评估提供数据依据。
2. 风能资源评估模型风能资源评估模型是风电工程中评估风能资源的重要工具,其作用是通过分析历史气象数据和实时测量数据,预测未来的风能资源情况。
现在广泛使用的风能资源评估模型有统计模型、物理模型和混合模型等。
统计模型主要是通过统计历史数据来预测未来的风能资源,可以较好地适用于某些地区特定季节或特定时间段的风能资源变化。
物理模型则是通过数学模拟和风场解析,模拟未来风能资源的变化。
混合模型结合了统计模型和物理模型的优点,在风能资源评估中具有较高的精度和可靠性。
3. 风能资源评估标准风能资源评估标准是评估风能资源的基准,对于风电工程的规划、设计和建设具有重要的指导作用。
目前,国际上广泛采用的风能资源评估标准是国际电工委员会(IEC)的标准。
这些标准包括测风塔的设置、风速风向测量的方法、数据处理与分析等。
4. 风能资源实际利用风能资源评估的最终目的是为风电工程的实际利用提供参考。
通过对风能资源的准确评估,可以确定风电场的布局、风机的选型和数量,并为投资决策提供科学依据。
同时,在风电场运营过程中,监测风能资源的变化,及时调整风机的工作状态和运行模式,最大限度地提高风能资源利用效率。
5. 风能资源评估的挑战与展望风能资源评估仍然面临一些挑战,如数据采集的限制、气象变化的不确定性和标准的制定等。
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。
风电场风能资源测量和评估技术规定文章属性•【制定机关】国家发展改革委办公厅•【公布日期】2003.09.30•【文号】发改能源[2003]1403号•【施行日期】2003.09.30•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】能源及能源工业综合规定正文风电场风能资源测量和评估技术规定(国家发展改革委2003年9月30日发布发改能源[2003]1403号)第一章总则第一条为加强风电场风能资源测量和评估技术管理,统一和规范工作内容、方法和技术要求,提高工作成果质量,根据国家标准GB/T 18709-2002《风电场风能资源测量方法》和GB/T 18710-2002《风电场风能资源评估方法》,制定《风电场风能资源测量和评估技术规定》(以下简称本规定)。
第二条本规定适用于规划建设的大型风电场项目,其它风电场项目可参照执行。
第二章风能资源测量第三条测风塔位置和数量1、测风塔安装位置应具有代表性1)测风塔安装点应在风电场中有代表性,并且周围开阔;2)测风塔安装点靠近障碍物如树林或建筑物等对分析风况有负面影响,选择安装点时应尽量远离障碍物。
如果无法避开,则要求测风点距离障碍物的距离大于10倍障碍物的高度。
2、测风塔数量应满足风能资源评估要求测风塔数量应满足风电场风能资源评价的要求,并依据风场地形复杂程度而定。
对地形比较平坦的大型风电场,一般在场址中央选择有代表性的点安装1个70m高测风塔。
在测风塔70m和40m高度分别安装风向标测量风向,在10m、25m、40m、50m、60m和70m分别安装风速仪测量风速,在3m高度附近安装气压计和温度计测量气压和温度。
另外,在70m塔周围应再安装3-4个40m高测风塔,在40m 测风塔的40m和25m高度分别安装风向标测量风向,在10m、25m和40m高度分别安装风速仪测量风速。
对地形复杂的风电场,测风塔的数量应适当增加。
第四条测量参数1、风速参数采样时间间隔应不大于3秒,并自动计算和记录每10分钟的平均风速,每10分钟的风速标准偏差,每10分钟内极大风速及其对应的时间和方向,单位为m/s。
风能资源评价与利用随着全球能源需求的日益增长,寻找可再生能源的方法已经成为全球范围内的一个重要议题。
其中,风能作为一种广泛可利用的清洁能源,备受瞩目。
本文将探讨风能资源的评价方法以及其利用的可行性和前景。
第一部分:风能资源的评价方法风能资源的评价是评估该地区风能潜力的过程。
主要的评价方法包括风能资源调查和风能资源评估两个阶段。
风能资源调查是通过安装测风塔并进行长期的风速观测来收集实地数据。
这些数据将被用于评估风能资源的可利用性。
风能资源评估则是通过采用多种气象模型和地理信息系统等工具来模拟风能资源的分布情况,从而得出最终的评估结果。
第二部分:风能利用的可行性和前景1. 风能利用的可行性风能作为一种可再生能源,具有诸多优势。
首先,风能是一种清洁的能源,无排放、无污染,对环境友好。
其次,风能具有丰富的资源储备,风力资源广泛分布于世界各地的沿海地区和高原地带。
此外,风能的开发成本相对较低,可以大规模应用于各类工业、农业和生活领域。
2. 风能利用的前景目前,全球风能利用已取得了显著的发展。
各国纷纷加大对风能技术的研发和应用,风能发电已经成为全球可再生能源产业中的重要组成部分。
据国际能源署的报告,截至2021年,全球已累计安装风力发电装机容量超过745吉瓦,风能的利用前景非常广阔。
第三部分:风能利用的挑战与解决方案尽管风能利用有着广阔的前景,但仍然存在一些挑战。
其中包括风能资源的波动性和不稳定性、风电场的布局规划以及对风能产业的技术支持等问题。
为解决这些挑战,需采取以下策略:1. 结合其他形式的可再生能源,如太阳能和水力能源,形成能源多元化的发展战略,以减轻风能波动性带来的问题。
2. 加强风电场的规划和设计,通过合理布局减少风能资源的损失,并增加风电场的发电效率。
3. 政府和企业应加大对风能产业的技术支持力度,提供技术培训和资金支持等,以促进风能技术的创新和发展。
结论:风能资源评价与利用是实现能源可持续发展的重要策略之一。
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。
幻灯片44(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。
幻灯片45(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。