风资源基础知识

第一章风能及风能资源一．风的成因风是环绕地球大气层中的空气流动．流动的空气所具有的能量，也就是风所具有的动能，就称为风能．从广义太阳能的观点看，风能是由太阳能转化而来的．来自太阳能的辐射能不断地传送到地球表面周围，因受太阳照射而受热的情况不同，地球表面各处产生了温差，因而产生气压差，由此形成了空气的流动．因此，可以说是太阳把能量以热能的形式传到地球而后又转换成风能的．二风的风类大气环流――地球表面的大气环流是由于太阳辐射及地球自转而引起的．在赤道上，太阳垂直照射，地面受热很强：而在地球两极地区，太阳是倾斜照射的，地面受热则较弱，热空气较冷空气轻，就造成在赤道附近热空气向空间上升，并通过大气层上部流向两极；两极地区的冷空气则流向赤道．由于地球本身自西向东旋转的结果，这种大气环流在北半球产生了东北风，在南半球则产生了东南风，分别称为东北信风和东南信风.海陆风――沿海地球陆地同海上所形成的风向交替的海风与陆风，它们是由于昼夜之间温度变化而造成的．在白日，陆地上接受的太阳辐射热量较海水要强，因而陆地上的空气受热向上流动，而海洋面上的空气较冷，较冷的空气则自海洋流向沿岸陆地，这样就形成了海风；在夜间，陆地上的空气比海洋上的空气冷却要快，这样就造成海洋上的空气上升，而陆地上较冷的空气沿地面流向海洋，形成了陆风.山谷风――山岳地区在一昼夜间风向交替的山风（或称山岳风）与谷风（或称平原风）．谷风的产生是由于日间太阳照射使山坡上的空气温度升高，热空气上升，而地势地处的冷空气则自山谷向上流动，这就形成了谷风；到了夜晚，空气中的热量向高空散发，高空中的空气密度增大，空气则沿山坡向下流动，这就形成了山风．第二章风的描述如上所述，风是由于空气的流动而形成的，因此可被看做是向量，包括空气流动的速度及流动的方向两个要素，也即是风速和风向．对于人类来说，风是最熟悉的自然现象之一，风速与风向在不同的时间（每日每月每年）都有一定的周期性变化．为了估算某一地域的风能资源，必须测量出每日、每月、每年的风速及风向数据，了解其变化的情况。

风力发电设计知识点大全风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术，被广泛应用于全球各地。

在进行风力发电的设计过程中，需要考虑的知识点颇多。

本文将全面介绍风力发电设计中的相关知识点。

一、风能资源评估在进行风力发电设计之前，首先需要评估可利用的风能资源。

这包括风能资源的空间分布、年均风速、风速频率分布等。

评估风能资源的准确性对于风电场选择和发电量预测至关重要。

二、风机类型选择根据不同的风能资源特点和场地条件，选择合适的风机类型。

常见的风机类型包括水平轴风机和垂直轴风机。

水平轴风机适用于大范围的风速变化，而垂直轴风机适用于低风速和复杂风场条件。

三、风机布局设计风机布局设计旨在最大程度地利用风能资源，同时避免风机之间的相互影响。

根据风机间距、排列方式和布局密度等参数，优化布局设计可以提高风机组发电效率。

四、风机叶片设计风机叶片的设计直接影响风机的转速和功率输出。

合理选择叶片的长度、形状和材料，以及优化叶片的空气动力学性能，可以提高风机的效率和稳定性。

五、风机控制系统设计风机控制系统是保障风机安全运行和最大化发电效率的关键。

通过对风机的定位控制、偏航控制和电气控制等参数的优化设计，可以实现对风机的精确控制和保护。

六、风电场电网接入设计风电场需要与电网进行接入，将风能转化为电能并输送至用户。

电网接入设计需要考虑电压稳定、频率控制和电网功率调节等因素，确保风力发电系统与电网的良好匹配。

七、风电场维护与运行管理风电场的维护和运行管理是保证风机长期高效运行的关键。

定期的维护计划、故障诊断与排除、性能监测和运行数据分析等，可以提高风电场的可靠性和经济性。

结论风力发电设计涉及的知识点众多，本文简要介绍了风能资源评估、风机类型选择、风机布局设计、风机叶片设计、风机控制系统设计、电网接入设计以及风电场维护与运行管理等方面的内容。

在实际设计中，还需要考虑工程成本、环境影响评估等因素。

只有全面考虑各个方面的因素并合理优化设计，才能实现风力发电系统的高效运行和可持续发展。

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。

风与风资源基础知识授课：***编订：孙伟修改：***金风大学运维学院2016年1月29日课程目录一、风二、风能资源地球上任何地方都在吸收太阳的热量，但是由于地面每个部位受热的不均匀性，空气的冷暖程度就不一样，于是暖空气膨胀变轻后上升；冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。

而且由于地球自转、公转的力量及地形之不同也更加强风力和风向之变化多端。

•风是一个矢量，既有大小又有方向。

•描述风况的两个参数：风向、风速。

地球表面风的形成和风向风的形成赤道与南北纬30度之间的大气环流系统北纬30度至60度之间的大气环流系统北纬60度至北极之间的大气环流系统全球大气环流示意地球在自转，使空气水平运动发生偏向的力，称为地转偏向力，这种力使北半球气流向右偏转，南半球向右偏转，所以地球大气运动除受气压梯度力外，还要受地转偏向力的影响。

大气真实运动是这两力综合影响的结果。

风的形成•山谷风谷风：由于热力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡山风：夜间由平原或山坡吹向谷地风的形成•海陆风海风：在沿海地区，白天由于陆地与海洋的温度差而形成海风吹向陆地陆风：晚上陆风吹向海上风的形成•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。

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。

风的形成•地形加速（爬坡）风在气象上，风常指空气的水平运动，并用风向、风速（或风力）来表示。

风向指风的來向，一般用16个方位（国际通用）或360度來表示。

以360度表示时，由北起按顺时针方向量度。

风速（或风力）指的是单位时间內空气的移动距离，常以米/秒、公里/小时、海里/小时來表示。

风速和风向风力等级表注：本表所列风速是指平地上离地10米处的风速值风的特性•风的日变化地面上是夜间风弱，白天风强；高空中却是夜里风强，白天风弱。

第一章风及风能资源一、风的形成及影响因素1.风的产生：是由地球外表大气层由于太阳的辐射而引起的空气流动，大气压差是风产生的根本原因2.特性：周期性、多样性、复杂性3.风的分类：季风、山谷风、海陆风、台风、龙卷风二、风的测量1.风的测量包括风向和风速两种2.风向测量：风向测量是指测量风的来向风向测量装置：1)风向标：是测量风向最通用的装置，有单翼型、双翼型、流线型2)风向杆（安装方位指向正南）、风速仪（可测风向和风速，一般安装在离地面10米的高度）3.风向表示法：风向一般用16个方位表示，静风记为C。

4.风能密度:单位截面积的风所含的能量称为风能密度，常以W/m2表示。

三、风资源分布1.我国风资分布可划分为：风能丰富区、风能较丰富区、风能可利用区、风能贫乏区1)风能丰富区:有效风能密度＞200W/m2。

2)风能较丰富区：有效风能密度为150~200W/m2，3~20m/s风速出现的全年累计时间为4000~5000h。

3)风能可利用区：有效风能密度在50~150W/m2之间，3~20m/s风速出现时数约在2000~4000h之间。

4)风能贫乏区：该区风能密度低于50W/m2，全年时间低于2000h第二章风力机的理论基础一、贝兹理论二、翼型的几何参数三、风车理论四、叶素理论气动效率五、葛劳渥漩涡理论六、葛劳渥轴线推力和扭矩计算有限长的叶片，叶片的下游存在尾迹涡，主要有两个漩涡区：一个在轮毂附近，一个在叶尖。

漩涡诱导速度可看成以下三个漩涡系叠加的合速:①中心涡，集中在转轴上②每个叶片的边界涡③每个叶片尖部形成的螺旋涡七、风力机的相似特性相似准则：所谓模型与风力机实物相似是指风轮与空气的能量传递过程以及空气在风轮内向流动过程相似，或者说它们在任一对应点的同名物理量之比保持常数。

流过风力机的气流属于不可压缩流体，理论上应满足几何相似、运动相似和雷诺数相等。

对风力机而言，后一个条件实际做不到，故一般仅以前两个条件作为模型和风力机实物的相似准则，并计及雷诺数。

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。

第一篇：风电基础技术知识第一章风能资源概述第一节：风向与风速风是大气的运动。

气象学上一般把垂直方向的大气运动称为气流，水平方向的大气运动称为风大气的运动本质上是由太阳热辐射引起的。

因此，风能是太阳能的一种表现形式。

地球表面上，受太阳加热的空气较轻，上升到高空；冷却的空气较重，倾向于去补充上升的空气。

这就导致了空气的流动——风。

全球性气流、海风与陆风、山谷风的形成大致都如此。

风向与风速是确定风况的两个重要参数一、风向风向——来风的方向。

通常说的西北风、南风等即表明的就是风向。

陆地上的风向一般用16个方位观测。

即以正北为零度，顺时针每转过22.5°为一个方位。

风向的方位图图示如下。

二、风速风速——风流动的速度，用空气在单位时间内流经的距离表示，单位：m/s或km/h。

风速是表示气流强度和风能的一个重要物理量。

风速和风向都是不断变化的。

瞬时风速——任意时刻风的速度。

——具有随机性因而不可控制。

——测量时选用极短的采样间隔，如<1s。

平均风速——某一时间段内各瞬时风速的平均值。

如日平均风速、月平均风速等。

1、风速的周期性变化风速的日变化：一天之中，风速的大小是不同的：——地面（或海拔较低处）一般是白天风速高，夜间风速较低。

——高空（或海拔较高处）则相反，夜间风强，白天风弱。

其逆转的临界高度约为100~150m。

风速的季节变化：一年之中，风的速度也有变化。

在我国，大部分地区风的季节性变化规律是：春季最强，冬季次之，夏季最弱。

2、影响风速的主要因素垂直高度：由于风与地表面摩擦的结果，越往高处风速越高。

定量关系常用实验式表示：V=V0(H/H0)nV—高度H处的风速。

V0—高度H0处的风速，测得。

n—地表摩擦系数，或地表面粗糙度。

取值范围：0.1（光滑）~0.4（粗糙）。

地理位置海面上的风比海岸大，沿海的风比内陆大得多。

障碍物风流经障碍物后，将产生不规则的涡流，使风速降低。

但随着远离物体，这种涡流逐渐消失。

风力发电科普知识（图文版）目录什么是风能？------------------------------------------------------------------------------------ 4风能来源于何处？ ----------------------------------------------------------------------------- 5风功率如何计算？ ----------------------------------------------------------------------------- 5全球风能总量有多大？ ----------------------------------------------------------------------- 6我国风能总量有多少？ ----------------------------------------------------------------------- 6风是怎样形成的? ------------------------------------------------------------------------------- 6大气运动的受力影响是什么？ -------------------------------------------------------------- 6地形对风有什么影响？ ----------------------------------------------------------------------- 7什么是海风，陆风；山风，谷风？ -------------------------------------------------------- 7为什么说风能是一种绿色能源？ ----------------------------------------------------------- 8发展风力发电具有什么优势？ -------------------------------------------------------------- 9人类利用风能的历史 -------------------------------------------------------------------------- 9什么是风电场？ ------------------------------------------------------------------------------- 10中国风力资源分布 ---------------------------------------------------------------------------- 11风力发电的经济性 ---------------------------------------------------------------------------- 12建立风电场的应用考虑有哪些方面？ ---------------------------------------------------- 13风力发电机噪音大么？ ---------------------------------------------------------------------- 14风力发电机组的分类及各自特点 ---------------------------------------------------------- 14风力发电机的功率曲线 ---------------------------------------------------------------------- 19什么是风力发电机的额定输出功率 ------------------------------------------------------- 20典型风力发电机各部件介绍 ---------------------------------------------------------------- 20风力发电机的工作原理 ---------------------------------------------------------------------- 28我国现阶段主要风力发电机型的发电过程 ---------------------------------------------- 29直驱式风力发电机组的特点 ---------------------------------------------------------------- 30什么是电网？----------------------------------------------------------------------------------- 32风机并网需要考虑哪些方面？ ------------------------------------------------------------- 32并网运行模式的规模划分 ------------------------------------------------------------------- 32风力发电机的并网有什么好处？ ---------------------------------------------------------- 33什么是“防孤岛功能”------------------------------------------------------------------------ 33风力发电机并网运行的模式及其特点（根据发电机划分）------------------------- 33影响风电项目投资收益的几个因素 ------------------------------------------------------- 36风电项目开发流程 ---------------------------------------------------------------------------- 39风电项目的投资构成是什么？ ------------------------------------------------------------- 40风力发电项目的度电成本 ------------------------------------------------------------------- 41功率曲线与发电量 ---------------------------------------------------------------------------- 42风资源状况的评价指标 ---------------------------------------------------------------------- 43知识丰富生命！知识就是力量！什么是风能？风能就是空气的动能,是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。

风电基础知识培训风能发电限制因素风能是一种可再生的清洁能源，而风电发电则是利用风能转化为电能的过程。

风能作为一种绿色能源，具有广泛的发展前景。

然而，风电发电也存在一些限制因素，本文将对风电基础知识以及风能发电的限制因素进行详细介绍。

一、风电基础知识1. 风电原理风电原理是指将风能转化为电能的过程。

当风吹向风力发电机的扇叶时，扇叶被风力推动旋转。

扇叶与发电机内部的转子相连，转动的同时驱动发电机发出电能。

通过变压器将发电机产生的低电压电能转化为可以供电的高电压电能。

2. 风电装机容量风电装机容量是指特定时间内风力发电装置额定输出功率的总和。

通常以千瓦（kW）或兆瓦（MW）来表示。

装机容量是衡量风电项目规模大小的重要指标。

3. 风力资源评估风力资源评估是指对特定地理位置的风能资源进行测量和评估的过程。

通过对风速、风向等参数的测量和分析，可以确定是否适合建设风电项目，并评估该项目的潜在发电量。

二、风能发电限制因素尽管风能作为一种可再生的清洁能源，具有许多优势，但也受到一些限制因素的制约，下面将详细介绍这些因素。

1. 风速不稳定风速是影响风能发电量的主要因素之一。

风速的不稳定性会导致风电机组的发电量波动较大。

当风速低于风力发电机组的额定切入风速时，发电机组无法启动发电；当风速超过额定切出风速时，发电机组会自动停机，以保护设备。

2. 风能密度风能密度是指单位面积或单位体积内风能含量的大小。

风能密度越高，表示单位面积或单位体积内的风能含量越大，从而产生更多的风能发电。

然而，许多地区的风能密度较低，限制了风电项目的发展。

3. 建设地点限制风电项目的建设需要占用较大的土地面积，而且需要考虑到风速和风向等因素，选择合适的建设地点。

然而，由于土地利用规划、环境保护和生态保护等因素的限制，许多地区无法建设风电项目，进一步限制了风能发电的规模和发展。

4. 噪音和视觉影响风力发电机组在运行时会产生噪音，尤其是在高速旋转的情况下噪音更加明显。

风工程知识点总结一、风能资源的测量和评估1. 风速测量风速是评估风能资源的一个重要参数，通常使用测风塔或者无人机等工具来进行风速的测量。

测风塔通常会设置在离地面一定高度的位置，通过多个高度的测量点来获得不同高度的风速数据。

2. 风能密度风能密度是评估风能资源的另一个重要参数，它描述了单位面积或者单位体积内所包含的风能量。

通常使用测风塔来测量不同高度上的风能密度，进而评估风能资源的利用潜力。

3. 风向测量除了风速之外，风向也是评估风能资源的一个重要参数。

通过风向的测量，可以确定风向的分布情况，进而选择合适的风力发电场址和风机的布置方式。

4. 风切变风切变是风速随高度的变化，通常包括垂直方向的风切变和水平方向的风切变。

风切变会影响风机的叶片受力情况和风能的利用效率，因此需要在风电场设计中进行充分考虑。

二、风能资源的预测1. 数值模拟数值模拟是一种常用的风能资源预测方法，通过分析气象数据、地形地貌、植被覆盖等因素，利用数值模型来预测未来一段时间内的风能资源分布情况。

2. 统计方法统计方法是另一种常用的风能资源预测方法，通过对历史风速数据进行分析和处理，来预测未来一段时间内的风能资源分布情况。

3. 人工智能随着人工智能技术的发展，人工智能在风能资源预测中也得到了广泛的应用。

通过机器学习算法和神经网络模型，可以实现更精准的风能资源预测。

三、风力发电场的设计与建设1. 风机选型在风电场的设计中，需要根据实际的风能资源情况，选择合适的风机型号和容量。

不同型号和容量的风机在不同的风能资源条件下，具有不同的发电效率和经济性。

2. 风机布置风机的布置方式直接影响了整个风电场的发电效率和运维成本。

合理的风机布置方式能够最大程度地利用风能资源，提高风电场的发电量。

3. 输电系统设计风力发电场通常需要将发电的电能输送至电网中，因此输电系统的设计也是风电场设计中的重要组成部分。

合理的输电系统设计能够降低输电损耗，提高电网接入的稳定性。