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J IAN SHE YAN JIU技术应用206低风速高切变区域风电场风资源数据分析Di feng su gao qie bian qu yufeng dian chang feng zi yuan shu ju fen xi胡晓春近年国内风电开发项目主要向中东部和南方地区等中低风速区域转移，该类区域风速较低，且地形多为平原、湖泊、丘陵及林区，故市场对能适应此类条件、抗湍流、大切变地区的机组需求日益增加，塔架轮毂高度也呈现出向100m以上的发展趋势，截止到2016年底，国内对高塔架（120m以上）的需求呈现出了爆发式的增长。
因此，对低风速高切变区域风电场风资源数据进行分析具有重要的意义。
一、江苏省风资源分布情况江苏省风资源位于我国大陆东路沿海中心地带，地居长江、淮海下游，东频东海，属温带季风气候。
根据海洋及气象站1971-2000年的观测数据分析显示，江苏省全年平均风速为3.5m/s，东部沿海年平均风速为6m/s以上，且较为稳定，属于风资源较丰富地区。
通过对江苏省风资源分布情况进一步观测可知，江苏可供开发的风能资源（10m）共计9520MW，其中陆地风能资源占2380MW，近海风能资源约为陆地的三倍7140MW。
风能资源可以划分为四个区，一区风能最为丰富，主要位于近海的东西连岛地区；二区风能资源较为丰富，主要位于沿海地区、长三角一带、淮海地区、洪泽湖高邮湖两岸及东南部沼泽地带，太湖东部；三四区风能资依次较低，主要分布于西部内陆地区。
二、项目概况本次分析的风电场位于江苏省扬州市仪征市，处于三四区内，场址位于东经119º09′～119º19′、北纬32º31′～32º36′之间，属北亚热带季风气候区，雨量充沛，光照充足，气候温暖。
本期工程规划装机容量为100MW，拟安装50台单机容量为2.0MW的风电机组50台。
三、数据分析1.测风塔实测风数据分析风电场内建有一座100米（#1）高测风塔，场外建有一座90米（#2）高测风塔，鉴于场外数据不足一年，本次分析仅以场内#1测风塔进行数据分析。
风电场风能资源分析评价1.1 风能资源分析1.1.1 根据风电场风资源测量获取的原始数据，对其完整性和合理性进行判断，检验出缺测的数据和不合理的数据，经过适当处理，整理出一套至少连续一年完整的风电场逐时测风数据。
1.1.2 在风电场场址风资源测量的基础上，通过收集风电场所在地区附近长期测站（如气象台、站等）位置坐标（GPS 采点）、气象资料、长期风速、风向资料以及与风电场同期完整年逐时风速、风向资料，通过场址测站和长期测站的风资源数据的相关分析，结合长期测站多年平均风速和风电场测风年同期年平均风速的差值情况，将验证后的风电场各测站不同高度测风数据订正为反映风电场长期平均水平的代表性数据。
1.1.3风能资源分析时应了解气象站自身及周围环境变化情况，以及对风速、风向变化可能造成的影响，若有多个气象站应分析其差异。
对气象站年平均风速、月平均风速变化不合理或突变情况要进行详细分析。
比较当年和多年风向频率变化情况，并分析其合理性。
1.1.4风能资源分析时应对测风数据进行不同高度逐时完整性、合理性、相关性检验；分析不同等级风速湍流强度变化情况；进行不同高度数据订正和轮毂高度多方案比较，对订正后的风速进行合理性分析。
1.1.5 风能资源分析时对实测年风向与多年风向进行比较分析，分析实测年能否代表多年风向。
主要包括对气象站实测年与多年风向分析；选定气象站与周边气象站风向分析；测风塔实测年与选定气象站当年、多年、周边气象站当年、多年风向分析；测风塔实测年不同高度分析对比、与周边测风塔不同高度风向对比分析。
1.1.6 对订正后的数据进行风电场风能资源参数计算，包括不同时段的平均风速和风功率密度、风速频率分布和风能频率分布、风向频率和风能密度方向分布等。
1.1.7 风电场风能要素计算1 空气密度空气密度是计算风功率密度的主要指标，一般根据资料情况，按下式计算：⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=3.0131378.000366.01276.1e p t ρ 或者RT p =ρ或者)/034.0exp()/05.353(T Z T -=ρ2 平均风速年平均风速（10分钟平均值）是一年中各次观测的风速之和除以观测次数，它是最直观简单表示风能大小的指标之一。
风电场50年一遇安全风速计算方法的对比分析冯长青;包紫光;王成富【摘要】利用耿贝尔Ⅰ型极值概率法和Meteodyn WT软件(CFD模型),结合气象站与风电场的风速关系,推算了不同复杂程度的风电场轮毂高度处50年一遇的安全风速,并将计算结果进行对比分析.分析结果显示:2种方法计算得到的风电场极大风速存在一定的差别;对于平坦地区,耿贝尔Ⅰ型极值概率法计算得到的极大风速与Meteodyn WT推算结果相差较小,但对于一些复杂地区,2种方法计算得到的极大风速结果相差很大.%Using the Cumbel type Ⅰ extreme value and the Meteodyn WT software (CFD model) respectively, based on the wind speed relationship between the meteorological station and the wind farm, this paper calculates the safe speed occurs once in 50 years at the hub height for different terrains, and then makes comparative studyies of the calculation results. The analysis result shows that: the two maximum instantaneous wind speeds calculated by the two methods are quite different; and in the flat plane area the maximum instantaneous wind speed obtained by the Gumbel type Ⅰ extreme value is less different from the speed calculated by Meteodyn WT than in the terrain of complicated conditions.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2011(027)002【总页数】4页(P67-70)【关键词】风电场;安全风速;计算方法【作者】冯长青;包紫光;王成富【作者单位】内蒙古电力勘测设计院,内蒙古,呼和浩特,010020;内蒙古电力勘测设计院,内蒙古,呼和浩特,010020;宁夏京能宁东发电有限责任公司,甘肃,宁夏,750001【正文语种】中文【中图分类】TM614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，但风能资源越好的地区，发生大的破坏性风速的概率越高，容易使风机倒塌造成巨大经济损失。
风力发电场中的风速预测与风机输出功率优化风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源，其在当今全球能源转型过程中起到了重要的作用。
然而，风力发电的效率和稳定性往往受到风速变化的影响。
因此，风速预测和风机输出功率优化成为了风力发电场中的重要课题。
一、风速预测的重要性与挑战在风力发电场中，风速的变化对风机的输出功率具有直接影响。
因此，准确地预测风速变化对风力发电的效率和稳定性至关重要。
然而，由于风速受到地理、气候和季节等多个因素的影响，风速的预测具有一定的挑战性。
1. 气象因素气象因素是影响风速变化的重要因素之一。
而气象因素却十分复杂，包括但不限于温度、压力、湿度等。
不同的气象因素组合会对风速产生不同的影响，因此，准确地预测风速需要综合考虑多个气象因素。
2. 时间尺度预测风速还需要考虑时间尺度的问题。
风速的变化可能在小时尺度内发生较大的波动，也可能在月尺度上变化相对稳定。
因此，不同的时间尺度需要采用不同的预测方法和模型。
3. 数据采集与分析风速的预测需要充分的数据支持。
传统的气象站点所获取的数据可能过于有限，并无法全面反映风速的变化。
因此，风力发电场需要采集更多的数据，并借助先进的数据分析技术来进行风速预测。
二、风速预测的方法与技术为了提高风速预测的准确性，研究人员提出了多种方法和技术。
下面简要介绍一些常见的风速预测方法。
1. 统计方法统计方法是一种常见的风速预测方法。
它基于历史数据和统计模型，通过分析过去的风速变化趋势来预测未来的风速。
统计方法简单易行，但在复杂气候条件下的预测准确性较低。
2. 数学模型数学模型是一种基于物理原理的风速预测方法。
它通过建立风速与气象因素之间的数学关系，利用物理模型来预测风速的变化。
数学模型较为准确，但建模过程较为复杂，需要大量的数据和计算资源。
3. 机器学习机器学习是一种基于统计学习理论的风速预测方法。
它利用大量的历史数据，通过训练模型来预测未来的风速。
机器学习方法具有良好的灵活性和准确性，但对数据的质量和数量要求较高。
不同风速推算方法的研究作者：王竞马风友来源：《硅谷》2011年第24期摘要：高度的风速换算有不同的计算方法，选取4种不同风况下的测风数据，采用风廓线法、平均指数法、订正系数法和10m高幂率法四种方法，对各塔不同高度风速进行对比分析计算，发现风廓线法计算精度最高，适用性最好，平均指数法基本能够满足工程所需精度，适用性略差，后两种方法适用性较差，特别是10m高幂率法计算精度不能够满足工程要求。
关键词：风速；风切变指数；风能资源评价中图分类号：TK81 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1220192－020 引言在风电场设计中，风能资源的评估是一个非常重要的工作，其中拟建轮毂高度处风速的计算则是重中之重。
风速评估的准确与否直接决定了风电场功率等级的评定、50年一遇风速计算等，进而影响机型的选择和发电量的评估，最终影响到风电场项目的经济性评价。
因此，能够准确地评估风机处轮毂高度的风速，是件非常有意义的工作。
风速随高度变化，形成一个垂直风廓线，随水平的变化，则形成一个水平的风廓线。
在风能资源评估工作中，我们比较关心风速随高度的变化情况，也就是垂直风切变。
本文将重点讨论不同高度风速的计算，下文中所讲的风切变均为垂直风切变。
本文将采用指数关系对于风速的垂直变化情况进行论述分析。
1 风切变指数公式在近地层中，风速随高度的变化显著。
造成风在近地层中垂直变化的原因有动力因素和热力因素，前者主要来源于地面的摩擦效应，即地面的粗糙度。
后者主要表现为与近地层大气垂直稳定度的关系。
当大气层结为中性时，湍流将完全依靠动力原因来发展，其计算公式为：2 利用风切变指数计算风速的方法利用风切变指数计算特定高度的风速，是非常普遍的方法。
有许多人士进行了这方面的研究。
朱瑞兆[1]通过对武汉146m铁塔测风数据统计结果分析计算，提出a=0.19较为合适，其他高度风速采用订正系数计算。
观测高度是分段的，相对固定，为了计算某一个高度的风速，则可以利用该高度上下两层的风速观测值进行风切变指数的计算，从而反推该高度的风速。
不同风速推算方法的研究摘要：高度的风速换算有不同的计算方法，选取4种不同风况下的测风数据，采用风廓线法、平均指数法、订正系数法和10m 高幂率法四种方法，对各塔不同高度风速进行对比分析计算，发现风廓线法计算精度最高，适用性最好，平均指数法基本能够满足工程所需精度，适用性略差，后两种方法适用性较差，特别是10m高幂率法计算精度不能够满足工程要求。
关键词：风速；风切变指数；风能资源评价0 引言在风电场设计中，风能资源的评估是一个非常重要的工作，其中拟建轮毂高度处风速的计算则是重中之重。
风速评估的准确与否直接决定了风电场功率等级的评定、50年一遇风速计算等，进而影响机型的选择和发电量的评估，最终影响到风电场项目的经济性评价。
因此，能够准确地评估风机处轮毂高度的风速，是件非常有意义的工作。
风速随高度变化，形成一个垂直风廓线，随水平的变化，则形成一个水平的风廓线。
在风能资源评估工作中，我们比较关心风速随高度的变化情况，也就是垂直风切变。
本文将重点讨论不同高度风速的计算，下文中所讲的风切变均为垂直风切变。
本文将采用指数关系对于风速的垂直变化情况进行论述分析。
1 风切变指数公式在近地层中，风速随高度的变化显著。
造成风在近地层中垂直变化的原因有动力因素和热力因素，前者主要来源于地面的摩擦效应，即地面的粗糙度。
后者主要表现为与近地层大气垂直稳定度的关系。
当大气层结为中性时，湍流将完全依靠动力原因来发展，其计算公式为：2 利用风切变指数计算风速的方法利用风切变指数计算特定高度的风速，是非常普遍的方法。
有许多人士进行了这方面的研究。
朱瑞兆[1]通过对武汉146m铁塔测风数据统计结果分析计算，提出a=0.19较为合适，其他高度风速采用订正系数计算。
观测高度是分段的，相对固定，为了计算某一个高度的风速，则可以利用该高度上下两层的风速观测值进行风切变指数的计算，从而反推该高度的风速。
也有人通过分析计算，找出不同高度与10m高风速的倍数关系，相应高度的风速乘以相应的倍数即可；由于观测高度的不同，分段计算则会出现不同的风切变指数，为了避免出现几个不同的风切变指数，王有禄等[3]就采用建立了不同高度和两变量之间的一元回归方程，该相关方程的斜率就是测风塔的风切变指数；彭怀午等[4]对风切变进行了更进一步的研究，分别采用全部数据、去除3m/s以下风速数据、分速度段（15±0.5）m/s以及风廓线四种方法进行了风切变指数的对比计算，成果显示利用不同高度的年平均风速计算得到的总风切变指数，具有拟合精度高和反映年平均整体水平的特点。
风切变指数（Wind Shear Index）是用来描述大气中风速或风向随高度变化的一种指标。
在气象学中，风切变对于天气预报、航空安全、农业生产、建筑设计等方面都有着重要的影响。
本文将详细介绍风切变指数的概念、类型、测量方法、影响以及预防和减缓措施。
1. 风切变指数的概念风切变指的是在一定的空间范围内，风速或风向随着高度的增加而发生的变化。
风切变指数通常用来量化这种变化的强度。
在气象学中，风切变指数是一个非常重要的参数，因为它可以帮助气象学家理解大气层中的动力结构，并预测可能出现的天气现象，如雷暴、龙卷风等极端天气事件。
2. 风切变的类型风切变主要分为两种类型：垂直风切变和水平风切变。
2.1 垂直风切变垂直风切变指的是风速或风向在垂直方向上的变化。
例如，地面上的风可能是东风，而在高空中则可能转变为西风。
垂直风切变对于对流云的发展和雷暴活动具有重要的影响。
2.2 水平风切变水平风切变是指在水平方向上风速或风向的变化。
这种类型的风切变常见于锋面附近，其中不同的空气团相遇并产生风的差异。
3. 风切变指数的测量风切变指数的测量通常利用气象观测站的数据，包括地面观测站、高空气球（探空仪）、雷达和卫星等。
通过这些设备收集到的风速和风向数据，可以计算出不同高度层之间的风切变指数。
4. 风切变的影响风切变对天气系统和人类活动有着广泛的影响。
4.1 对天气系统的影响风切变对于天气系统的形成和发展具有至关重要的作用。
强烈的垂直风切变有助于对流云的发展，可能导致强雷暴、龙卷风等极端天气的产生。
此外，风切变还会影响气旋的形成和强度，进而影响天气模式。
4.2 对航空安全的影响风切变对航空安全构成严重威胁。
飞机在起飞和降落阶段最容易受到风切变的影响，尤其是低空风切变，可能导致飞机失速或控制困难，从而引发事故。
4.3 对农业和建筑的影响风切变还可能对农业生产和建筑安全造成影响。
在农业领域，强风切变可能导致作物倒伏，影响产量。
影响广西风电开发的主要气象灾害分析及评估卢小凤;凌俪嘉;周绍毅;何如;罗红磊【摘要】利用1951-2014年广西90个气象站雷暴、结冰、雨凇、大风以及热带气旋资料,对影响广西风电开发的主要气象灾害进行特征分析和影响评估.结果表明:广西各地历年最大风速极值一般出现在3-9月,推算几个代表气象站70m高度50a 一遇最大风速小于37.5m/s;广西雷暴活动频繁,主要出现在每年的4-9月,各风能潜力区受雷暴影响均较大;积冰集中出现在12月至次年2月,积冰影响由桂北向桂南递减,主要影响区为桂北和部分高海拔山区;热带气旋4-12月影响广西,大部分可给风电场带来良好的效益,少数中心进入内陆的破坏型热带气旋可能会造成较大破坏.【期刊名称】《气象研究与应用》【年(卷),期】2017(038)002【总页数】5页(P52-56)【关键词】风电场;气象灾害;特征分析;影响评估;广西【作者】卢小凤;凌俪嘉;周绍毅;何如;罗红磊【作者单位】广西区气象服务中心,南宁530022;浙江水利水电学院,杭州310018;广西区气象服务中心,南宁530022;广西区气候中心,南宁530022;广西区气象服务中心,南宁530022;广西区气候中心,南宁530022;广西区气象服务中心,南宁530022;广西区气候中心,南宁530022【正文语种】中文【中图分类】P46按照风能资源状况和工程建设条件，广西属于国家划分的第四类风电资源区。
广西风能资源主要集中在湘桂走廊、海拔较高的开阔山地和沿海地区。
近几年风电项目在广西风能潜力区发展速度迅猛、风电容量日益增大，2015年累计核准装机容量达365万千瓦。
但由于风力发电机组是在自然环境下工作，当遭遇灾害性天气影响时，风电场的安全运营会受到威胁，甚至损失惨重。
柳艳香、杜树成等［1－2］分析了影响风电场安全运行的气象灾害种类，郑有飞、杨梦兮、吴琼等［3－5］分别对江苏省、江苏北部沿海、江西省风电场的气象灾害风险进行评估。
