风能资源分析和评估

1、会计学1风能资源分析和评估风能资源分析和评估第1页/共79页2第2页/共79页31.1 风的形成 第3页/共79页41.1 风的形成 第4页/共79页51.1 风的形成赤道30度60度赤道低压带东北信风带副极地低压带副极地低压带盛行西带风北极极地高压带极地东风带副热带高压带第5页/共79页61.1 风的形成第6页/共79页71.1 风的形成第7页/共79页81.2 风的测量第8页/共79页91.2 风的测量第9页/共79页101.2 风的测量第10页/共79页111.2 风的测量图24 潘家测风塔与通榆气象站风向玫瑰图0.05.010.015.020.025.030.0NNNENEENEEES

2、ESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNW潘家10m潘家30m潘家40m气象站单位：测站静风：0气象站静风：1.2气象站有误数据：0.1第11页/共79页121.2 风的测量第12页/共79页131.2 风的测量测风塔一处两处以上测风塔高度不低于轮毂高度不低于轮毂高度；10m整数倍测风仪数量应有3层至少2层测风仪位置10m高度；轮毂中心高度；10m高度整数倍10m高度；轮毂中心高度；其余10m高度整数倍第13页/共79页141.2 风的测量第14页/共79页151.3 风能资源评估的参考判据 第15页/共79页161.3 风能资源评估的参考判据 3121iniWPnD 3121iniWP

3、nDi第i次记录的风速(m/s) 空气密度(kg/m3) 有效风功率密度：风速只计切入风速到切除风速之间的 第16页/共79页17风功率密度等级10m 高度30m 高度50m 高度风功率密度w/m2年平均风速参考值m/s风功率密度w/m2年平均风速参考值m/s风功率密度w/m2年平均风速参考值m/s11004.41605.10.5第38页/共79页392.3 障碍物v障碍物与粗糙度区分 以下情况作为粗糙度来考虑，否则作为障碍物处理：设障碍物高度为h，如果（风机轮毂高度叶片半径） 3h,且 风机距障碍物的距离 50h或风机轮毂高度 h,且风机距障碍物的距离 1000m 4kmhhHR3h第39页

4、/共79页402.4 地形信息 （orography）第40页/共79页412.4 地形信息 2.4 地形信息 （orography）第41页/共79页422.4 地形信息 2.4 地形信息 （orography）WAsP极坐标计算，原点处计算精度高； 第42页/共79页432.4 地形信息 2.4 地形信息 （orography）第43页/共79页443.1 基本方法基本方法 第44页/共79页453.1 基本方法基本方法 WAsP两条主线：1. 4个输入， 得到风图谱(Wind Atlas). 给出标准状况下风的概率分布,一般为Weibull分布。2. 以所得到的风图谱为基础，加上4个输入

5、，计算出风机在该点的理论年发电量;可求出一定范围内风机的最佳放置点。第45页/共79页463.1 基本方法基本方法 第46页/共79页473.2 WindPro对象介绍 第47页/共79页483.2 WindPro对象介绍 计算结果可以存为WAsP LIB文件也可以存为 WindPRO wind statistic 文件 第48页/共79页493.2 WindPro对象介绍 Site Data 对象：Atlas和WAsP的接口 和 Resources的接口 根据应用，site对象可以使用不同的颜色，如:黑用于 Atlas，蓝用于WAsP，淡蓝用于Atlas& WAsP，黄用于STATG

6、EN，绿用于RESGEN 第49页/共79页503.2 WindPro对象介绍 Area对象，用于：粗糙度区域（用roughness line 围起）Wind ResourcesSteepness region line 对象,用于等高线和粗糙度线 result 对象，在屏幕上表示Wind Resource Map 第50页/共79页513.3 风资源数据的获得 第51页/共79页523.3 风资源数据的获得 MCP 第52页/共79页533.3 风资源数据的获得 第53页/共79页543.3 风资源数据的获得 第54页/共79页553.3 风资源数据的获得 第55页/共79页563.3 风资

7、源数据的获得 第56页/共79页573.3 风资源数据的获得 第57页/共79页583.4 风资源分布图 第58页/共79页593.4 风资源分布图 Global wind field 第59页/共79页603.4 风资源分布图 Statistical Wind Field Model 450个气象，气象站之间内插，考虑了等高线第60页/共79页613.4 风资源分布图 Mesoscale flow models 第61页/共79页623.4 风资源分布图 第62页/共79页63流体模型的网格结构中尺度流体模型 WAsP 等格网状 极坐标，对特定点计算， 一点精度高，但其它点差 3.4 风资源

8、分布图 第63页/共79页643.5 尾流计算第64页/共79页653.5 尾流计算2321xRRuvv 距叶片后x距离的风速 u 叶片上风向的风速 R 叶片半径 尾流衰减常数(wake decay constant) 第65页/共79页663.5 尾流计算第66页/共79页673.5 尾流计算粗糙度等级尾流衰减常数 备注10.04off shore30.10.075缺省值第67页/共79页683.5 尾流计算粗糙度 第68页/共79页693.6 发电量计算第69页/共79页703.7 风电场项目发电损失和误差出力损失来源风电场项目1典型出力损失电力系统 电力损失 电力系统可利用率1.5%0.

9、5%风电机组 可利用率/维护 叶片脏，结冰 其它（高风速控制）3.0%0.5%0.5%出力总损失6.0%第70页/共79页713.7 风电场项目发电损失和误差误差来源典型误差风电场项目2误差功率曲线5%5%测风地点选择1-10%0.0%测风周期选择0.5-6%1.0%变送器sensors安装0.5-6%1.0%变送器sensors精度校准2-10%3.0%可利用0-4%2.0%长期调整0.5-10%5.0%WAsP模型，包括地形模型2-20%5.0%出力总误差出力总误差4-40%9.5%v风电场项目2典型发电损失误差第71页/共79页72第72页/共79页731.1 风的形成第73页/共79页

10、741.4 风的特性 1212hhvv地表粗糙度指数，通过在不同高度上测风求得 , 当地面粗糙度未知时 ,可指数公式确定： )/ln(10zz值变化从1/151/4，最常用的是1/7，即 =0.142第74页/共79页751.4 风的特性 离地面高度m值离地面高度m值0.120.14420.160551.231.271.31151.051.061.07601.241.291.33201.091.101.12651.251.301.356701.261.321.37309751.271.331.38

11、32801.281.341.39405851.291.361.4147901.301.371.42501.211.261.291001.321.391.45第75页/共79页762.1 概述平坦地形应符合的条件4kmhhHR3h第76页/共79页772.2 粗糙度(roughness)第77页/共79页782.2 粗糙度(roughness)第78页/共79页792.2 粗糙度 粗糙度和地表特征的对应关系 粗糙度等级粗糙度长度风能减少(%) 地形描述00.0002100水面0.50.002473水陆混合地区或很光滑的陆地10.0352非常开阔的农场1.50.05545农场