项目一风能资源测量与评估

项目一风能资源测量与评估山东职业学院机电装备系新能源应用技术教研室

《风力发电技术》

主讲教师：张为宾1风的形成3风资源测量与评估2风的特征及测量主要内容任务1风的形成新能源介绍1风的特点2风的形成3一、新能源介绍指技术成熟且已被大规模利用的能源，如煤炭、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源。常规能源——指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大，前景广阔的特点。新能源——风能太阳能核能生物质能地热能海洋能氢能新能源一、新能源介绍风能利用二、风的特点风的特点1、风的变化性和不稳定性。

由于气候、时间及地理环境的影响，风的大小及方向都在瞬时变化着。风的不稳定性，使我们对风能利用是将会有很多问题需要解决。2、风力大小随海拔的升高而增大。

其根本原因是，随着海拔的升高地球表面与空气摩擦阻力的影响越来越小。3、空气的密度随海拔的升高而减小。

虽然海拔高出风比较大，但是由于空气密度小，风能量并不大。二、风的特点

二、风的特点2）平流层从对流层顶到约50km的大气层为平流层。在平流层下层，即30—35knl以下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，所以又称同温层。在30—35km以上，温度随高度升高而升高。特点：一是空气没有对流运动；二是空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象；三是在高约15—35km范围内，有厚约20km的—层臭氧层，因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力，故使平流层的温度升高。二、风的特点3）中间层从平流层顶到80km高度称为中间层。这一层空气更为稀薄，温度随高度增加而降低。4）热层从80km到约500km称为热层。这一层温度随高度增加而迅速增加，层内温度很高，昼夜变化很大，热层下部尚有少量的水分存在，因此偶尔会出现银白并微带青色的夜光云。二、风的特点5）逃逸层

热层以上的大气层称为逃逸层。逃逸层空气极为稀薄，其密度几乎与太空密度相同，故又常称为外大气层。由于空气受地心引力极小，气体及微粒可以从这层飞出地球致力场进入太空。逃逸层是地球大气的最外层。逃逸层的温度随高度增加而略有增加。三、风的形成风的形成成大气的流流动像水水流一样样，从压压力高处处向压力力低处流流动，气气压差越越大，风风也就越越大。太阳能正正是形成成大气压压差的原原因。由于地球球自转轴轴与太阳阳的共转转轴存在在66.5°的夹角，，因此对对地球上上的不同同地点，，太阳照照射的角角度是不不同的，，而且对对同一地地点1年中这个个角度也也是变化化的。地球上某某处所接接受的太太阳辐射射能与该该地点太太阳照射射角的正正弦成正正比。三、风的形形成三、风的形形成1、气压梯梯度力由于高低纬度度之间的的温度差差异，造造成了南南北向之之间的气气压梯度度，由于于气压梯梯度引起起的力就就叫气压压梯度力力。在气气压梯度度力的作作用下，，使空气气做水平平运动，，并沿垂垂直于等等压线的的方向由由高压向向低压吹吹。在赤道和和低纬度度地区，，太阳高高度角大大，日照照时间长长，太阳阳辐射强强度大，，地面和和大气接接受热量量多，温温度较高高；高纬度地地区，太太阳高度度角小，，日照时时间短，，太阳辐辐射强度度小，地地面和大大气接受受热量少少，温度度低。三、风的形形成2、地转偏偏向力地球自转使空空气运动动发生偏偏向力，，这种力力称为““地转偏偏向力””。在赤赤道附近近，地转转偏向力力为零，，随着纬纬度的增增加而增增大，在在极地达达到最大大。在这种力的的作用下下，北半球气流向右右偏转，南半球气流向左左偏转。三、风的形形成3、大气环环流在地球上由由于地球球表面受受热不均均，引起起大气层层中空气气压力不不均衡，，因此形形成地面面与高空空的大气气环流。。这种环环流在地地球自转转偏向力力的作用用下，形形成了赤赤道到纬纬度30°N环流圈（（哈德来来环流））、纬度度30°~60°°N环流圈和和纬度60°~90°°N环流圈，，这便是是著名的的“三圈环环流”。。三、风的形形成1）纬度30°N环流圈在赤道附近近，空气气受热膨膨胀上升升，造成成赤道上上空气压压升高，，空气向向极地方方向流动动。以北半球为为例，由由于赤道道附近地地转偏向向力很小小，空气气基本受受气压梯梯度力影影响，因因此赤道道上空的的空气由由南向北北流动。。随着纬纬度的增增加，地地转偏向向力逐渐渐加大，，空气运运动向右右偏转。。在纬度度30°附近，偏角到到达90°，地转偏向力力与气压梯度度力相当，空空气运动方向向与纬圈平行行，所以在纬纬度30°附近上空，赤赤道来的气流流受到阻塞而而聚积，气流流下沉，形成成这一地区地地面气压升高高，就是所谓谓的“副热带带高压”。三、风的形成1）纬度30°N环流圈副热带高压下沉气流分为为两支，一支支从副热带高高压向南流动动，指向赤道道。在地转偏偏向力的作用用下，北半球球吹东北风，，风速稳定且且不大，约3~4级，这是所谓谓的信风，所以在南北北纬30°之间的地带称称为信风带。这一支气流流补充了赤道道上升气流，，构成了一个个闭合的环流流圈，称此为为哈德来环流流，也叫做正正环流圈。此此环流圈南面面上升，北面面下沉。三、风的形成2）纬度30°~60°N环流圈副热带高压下沉气流的另另一支从副热热带高压向北北流动的气流流，在地转偏偏向力的作用用下，北半球球吹西风，且且风速较大，，这就是所谓谓的西风带。。在60°N附近处，西风风带遇到了由由极地向南流流来的冷空气气，被迫沿冷冷空气上面爬爬升，在60°N地面出现一个个副极地低压压带。三、风的形成2）纬度30°~60°N环流圈副极地低压带带的上升气流流，到了高空空又分成两股股，一股向南南，一股向北北。向南的一一股气流在副副热带地区下下沉，构成一一个中纬度闭闭合圈，正好好与哈德来环环流流向相反反，此环流圈圈北面上升、、南面下沉，，所以叫反环环流圈，也称称费雷尔环流流圈；三、风的形成3）纬度60°~90°N环流圈副极地低压带的的上升气流的的向北气流，，从上升到达达极地后冷却却下沉，形成成极地高压带带，这股气流流补偿了地面面流向副极地地带的气流，，而且形成了了一个闭合圈圈，此环流圈圈南面上升、、北面下沉与与哈德来环流流流向类似的的环流圈，因因此也叫正环环流。在北半半球，此气流流由北向南，，受地转偏向向力的作用，，吹偏东风，，在60°~90°之间，形成了了极地东风带带。三、风的形成4、季风环流在一个大范围地地区内，它的的盛行风向或或气压系统有有明显的季节节变化，这种种在1年内随着季节节不同，有规规律转变风向向的风，称为为“季风”。。季风盛行地地区的气候又又称季风气候候。图1-3海陆热力差异异引起季风示示意图a)冬季b)夏季三、风的形成冬季，陆地比海洋洋冷，大陆气气压高于海洋洋，气压梯度度力自大陆指指向海洋，风风从大陆吹向向海洋；夏季则相反，陆地地很快变暖，，海洋相对较较冷，陆地气气压低于海洋洋，气压梯度度力由海洋指指向大陆。图1-3海陆热力差异异引起季风示示意图a)冬季b)夏季三、风的形成5、局地环流1）海陆风由于海陆物理属性性的差异，造造成海陆受热热不均。a）海风白天陆上温升较海海洋快，空气气上升，而海海洋上空气温温度相对较低低，使地面有有风白海洋吹吹向大陆，补补充大陆地区区上升气流。。而陆上的上上升气流流向向海洋上空而而下沉，补充充海上吹向大大陆气流。这种白天风从海洋洋吹向大陆称称海风。三、风的形成b）陆风夜间环流的方向正正好相反，所所以风从陆地地吹向海洋。夜间风从陆地地吹向海洋称称陆风。三、风的形成2）山谷风a）谷风白天，山坡接受太太阳光热较多多，空气增温温较多；而山山谷上空的空气因离地较远，，增温较少，，于是山坡上上的暖空气不不断上升，并并从山坡上空空流向谷地上上空，谷底的的空气则沿山山坡向山顶补补充，这样便便在山坡与山山谷之间形成成一个热力环环流。下层风风由谷底吹向向山坡，称为为谷风。三、风的形成2）山谷风b）山风夜间，山坡上上的空气，受受山坡辐射冷冷却影响，空空气降温较多多，而谷地上上空，同高度度的空气因离离地面较远，，降温较少。。于是山坡上上的冷空气因因密度大，顺顺山坡流入谷谷地，谷底的的空气因汇合合而上升，并并从上面向山山顶上空流去去，形成与白白天相反的热热力环流。下下层风由山坡坡吹向谷地，，称为山风。。任务2风的特征及测测量风的基本特征1常用测风设备2风速风向仪使用3一、风的基本特征1、风速风的大小常用风风的速度来衡衡量，风速是是单位时间内内空气在水平平方向上移动动的距离，常常用m/s、km/h、mile/h等来表示。专门测量风速的仪仪器有旋转式风速计计、散热式风风速计和声学学风速计等。风速仪安装高度不不同，所得到到的风速结构构也不同，它它随高度升高高而增强，通通常测风高度为10m。旋转式风速计计散热式风速计计声学风速计一、风的基本特特征1）瞬时风速、、平均风速瞬时风速——在某一瞬间测得得风速为瞬时时风速；平均风速——在某一段时间内内，瞬时风速速的算术平均值，风速仪测得的风速速是平均风速速。我们将年平均风速速作为评价一一个风场开发发利用价值的的重要指标，，一般由当地地气象台站的的历年观测统统计数据给出出。风力发电机轮毂中心高高度处的最小小年平均风速速，是判断一一个风电场开开发是否经济济的标准。以以目前能源价价格和上网电电价为参照物物，当年平均风速速大于5m/s时，风能的开开发才有经济济价值。一、风的基本特特征2）风速频率、、风速变幅风速频率——在一定的时间内内，相同风速速出现的时数数占测量总时时数的百分比。风速变幅——在求得平均风速速的限定时间间内，最大风风速与最小风风速之差。对风能利用来说说，既希望平平均风速较高高，又希望风风速变幅越小小越好，以保保证风力发电电机平稳运行行和便于控制制。一、风的基本特特征3）启动风速、、切除风速、、有效风速启动风速——可使风力发电机机启动运行的的风速称为启启动风速；风风力发电机常常取3m/s为启动风速。切除风速——风力发电机超速运行的的上限风速称称为切除风速速，大于切除除风速时，风风力发电机必必须停转，否否则将有超速速运转而损坏坏的危险。风风力发电机常常取25m/s为切除风速。有效风速——风力发电机常取3~25m/s的风速称为有有效风速，据据此计算出来来的风速频率率和风能称为为有效风频和和有效风能。年平均风速大大于3m/s的年小时数决决定了风力发发电机的工作作效率及经济济性，表明风风电场在一年年内风力发电电机可以起动动工作的小时时数。一、风的基本特特征4）参考风速和和极限风速参考风速——定义为50年一遇的、在在轮毂高度处处能持续10min的阵风平均风风速。极限风速——定义为1.4倍的参考风速速。极限风速决定了风风力发电机设设计时的强度度和刚度指标标。风力发电机要想安全地地工作，风力力发电机组及及其零部件就就必须保证在在瞬时最大风风速时不会损损坏。一、风的基本特特征5）影响风速的的主要因素a、垂直高度从空气运动角度度，通常将1km以下的大气层层分为三个区区域：离地面2m以内的区域称称为底层；2~100m的区域称为下下部摩擦层，，二者总称为为地面境界层层；从100~1000m区域称为上部部摩擦层，以以上三个区域域总称为摩擦擦层；摩擦层之上称为自由由大气。在地面境界层内内，空气运动动因受流黏性性和地面摩擦擦的影响，风风向大体一致致，而风速则则随着垂直高高度的增加而而增大。一、风的基本特特征不同地形平坦地面的平均风速（m/s）3~56~8山间盆地0.95~0.850.85~0.80弯曲的河谷底0.80~0.700.70~0.60山背风坡0.90~0.800.80~0.70山迎风坡1.10~1.201.10峡谷口或山口1.30~1.401.20b、地形地貌表1-1不同地形与平平坦地面的风风速比值相对高度/m501002003005007001000比值1.381.501.601.701.801.841.90表1-2山顶与山麓的的风速比值一、风的基本特特征c、地理位置由于陆地表面和海海面对风的摩摩擦阻力不同同，造成了海海面上的风速速比岸上的风风速大，沿海海的风速比内内陆的风速大大。d、障碍物风流经障碍物时，，会在其后面面产生不规则则的涡流，致致使流速降低低，这种涡流流随着远离障障碍物而逐渐渐消失。当距离大于障碍碍物高度10倍以上时，涡涡流可完全消消失，所以在在障碍物下设设置风力发电电机时，应远远离其高度10倍以上。一、风的基本特特征一、风的基本特特征等级名称相当于平地10米高处的风速陆上地物征象海面和渔船征象海面浪高（m）风压（10N/m2）m/skm/h一般最高0无风0.0-0.2＜1静，烟直上。海面平静。--0-0.00251软风0.3-1.51-5烟能表示风向，但风向标不能转动。微波如鱼鳞状，没有浪花。一艘渔船正好能使舵。0.10.10.0056-0.0142轻风1.6-3.36-11人面感觉有风，树叶微响，风向标能转动。小波，波长尚短，但波形显著，波峰呈玻璃色但不破裂。渔船张帆时，可随风移动每小时1～2海里。0.20.30.016-0.683微风3.4-5.412-19树叶和微枝摇动不息，旌旗展开。小波加大，波峰开始破裂；浪沫光亮，有时可有散见的白浪花。渔船开始簸动，张帆随风移动每小时3～4海里。0.61.00.72-1.824和风5.5-7.920-28能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动。小浪，波长变长；白浪成群出现。渔船满帆时，可使船身倾于一侧。1.01.51.89-3.95清劲风8.0-10.729-38有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波。中浪，具有较显著的长波形状；许多白浪形成（偶有飞沫）。渔船需缩帆一部分。2.02.54-7.166强风10.8-13.839-49大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难。轻度大浪开始形成；到处都有更大的白沫峰（有时有些飞沫）。渔船缩帆大部分，并注意风险。3.04.07.29-11.9表1-3风级、风速和和征象对照表表一、风的基本特特征等级名称相当于平地10米高处的风速陆上地物征象海面和渔船征象海面浪高（m）风压（10N/m2）m/skm/h一般最高7疾风13.9-17.150-61全树摇动，迎风步行感到不便。轻度大浪，碎浪成白沫沿风向呈条状。渔船不再出港，在海者下锚。4.05.512.08-18.288大风17.2-20.762-74折毁微枝，迎风步行感到阻力甚大。有中度的大浪，波长较长，波峰边缘开始破碎成飞沫片；白沫沿风向呈明显的条带。所有近海渔船都要靠港，停留不出。5.57.518.49-26.789烈风20.8-24.475-88建筑物有小损（烟囱顶盖和平瓦移动）。狂浪，沿风向白沫呈浓密的条带状，波峰开始翻滚，飞沫可影响能见度。机帆船航行困难。7.010.027.04-37.2110狂风24.5-28.489-102陆上少见，见时可使树木拔起，建筑物损坏较重。狂涛，波峰长而翻卷；白沫成片出现，沿风向呈白色浓密条带；整个海面呈白色；海面颠簸加大，有震动感，能见度受影响。机帆船航行颇危险。9.012.537.52-50.4111暴风28.5-32.6103-117陆上很少见，有则必有广泛损坏。异常狂涛（中小船只可一时隐没在浪后）；海面完全被沿风向吹出的白沫片所掩盖；波浪到处破成泡沫；能见度受影响。机帆船遇之极危险。11.516.050.77-66.4212飓风32.7-36.9118-133陆上绝少见，摧毁力极大。空气中充满白色的浪花和飞沫；海面完全变白，能见度严重地受到影响。14.0—

66.42-85.113

37.0-41.4134-149

14

41.5-46.1150-166

15

46.2-50.9167-183

16

51.0-56.0184-201

17

56.1-61.2202-220

18

≥61.3≥221

表1-3风级、风速和和征象对照表表一、风的基本特特征一、风的基本特特征一、风的基本特特征3、风向风向是指风风吹来来的方方向，，如果果风从从东面面吹来来，则则称为为东风风。观观测陆陆地上上的风风向一一般采采用16个方位位（海海上的的风向向通常常采用用32个方位位），，即以以正北北为零零，顺顺时针针没转转过22.5°°为一个个方位位，如如图1-7所示。。静风风记为为C。一、风的的基本本特征征3、风向向风玫瑰瑰图——各种风向出出现频频率常常用风风玫瑰瑰图来来表示示。风风玫瑰瑰图是是在极极坐标标图上上，点点出某某年或或某月月各种种风向向出现现的频频率，，称为为风向向玫瑰瑰图。同理，统计计各种种风向向上的的平均均速度度和风风能的的图，，分别别称为为风速玫玫瑰图图和风风能玫玫瑰图图。风向玫玫瑰图图一、风的的基本本特征征二、常常用测测风设设备1、风速计计1）杯式式风速速计：它由3个互成成120°固定定在支支架上上的抛抛物锥锥空杯杯组成成感应应部分分，空空杯的的凹面面都顺顺向一一个方方向。。整个个感应应部分分安装装在一一根垂垂直旋旋转轴轴上，，在风风力的的作用用下，，风杯杯绕轴轴以正正比于于风速速的转转速旋旋转。。转速速可以以用电触触点、、测速速发电电机或或光电电计数数器等记录录。二、常常用测测风设设备2）螺旋旋桨式式风速速计：它是一组组三叶叶或四四叶螺螺旋桨桨绕水水平轴轴旋转转的风风速计计，通通过尾尾翼使使其旋旋转平平面始始终正正对风风的来来风速速计向向，它它的转转速正正比于于风速速。二、常常用测测风设设备3）热线线风速速计：热线风速计计是采采用一一根被被电流流加热热的金金属丝丝，流流动的的空气气使它它散热热，利利用散散热速速率和和风速速的平平方根根成线线性关关系，，再通通过电电子线线路线线性化化，即即可制制成热热线风风速计计。旁热式的的热线线一般般为锰锰铜丝丝，其其电阻阻温度度系数数近于于零，，它的的表面面另置置有测测温元元件。直热式的的热线线多为为铂丝丝，在在测量量风速速的同同时可可以直直接测测定热热线本本身的的温度度。热线风速计计在小小风速速时灵灵敏度度较高高，适适用于于对小小风速速测量量，是是大气气湍流流和农农业气气象测测量的的重要要工具具。二、常常用测测风设设备4）数字字风速速仪：数字风速仪仪是专专为各各种大大型机机械设设备研研制开开发的的大型型智能能风速速传感感报警警设备备，其其内部部采用用了先先进数数字风风速仪仪的微微处理理器作作为控控制核核心，，外围围采用用了先先进的的数字字通讯讯技术术。数字风速仪仪用于于测量量瞬时时风速速和平平均风风速，，具有有自动动监测测、实实时显显示、、超限限报警警控制制等功功能。。二、常常用测测风设设备5）声学学风速速计：在声波传传播方方向的的风速速分量量将改变声波传播速速度，，利用用这种种特性性制作作的声声学风风速表表可用用来测测量风风速分分量。声学风速表表至少少有两两对感感应元元件，，每对对包括括发声声器和和接收收器各各一个个。使使两个个发声声器的的声波波传播播方向向相反反，如如果一一组声声波顺顺着风风速分分量传传播，，另一一组恰恰好逆逆风传传播，，则两两个接接收器器收到到声脉脉冲的的时间间差值值将与与风速速分量量成正正比。。如果果同时时在水水平和和铅直直方向向各装装上两两对元元件，，就可可以分分别计计算出出水平平风速速、风风向和和铅直直风速速。二、常常用测测风设设备（2）风速速记录录1）机械械式：：当风速速感应应器旋旋转时时，通通过蜗蜗杆带带动蜗蜗轮转转动，，再通通过齿齿轮系系统带带动指指针旋旋转，，从刻刻度盘盘上直直接读读出风风的行行程，，除以以时间间得到到平均均风速速。2）电接接式：：由风杯杯驱动动的蜗蜗杆，，通过过齿轮轮系统统连接接到一一个偏偏心凸凸轮上上，风风杯旋旋转一一定圈圈数，，凸轮轮使相相当于于开关关作用用的两两个接接点闭闭合或或打开开，完完成一一次接接触，，表示示一定定的风风程。。3）电机机式：：风速感感应器器驱动动一个个小型型发电电机中中的转转子，，输出出与风风速感感应器器转速速成正正比的的交变变电流流，输输出到到风速速的指指示系系统。4）光电电式：：风速旋旋转轴轴上装装有一一个圆圆盘，，盘上上有等等距的的孔，，孔上上面有有一个个红外外光源源，正正下方方有一一个光光电半半导体体，风风杯带带动圆圆盘转转动时时，形成成光脉冲冲信号，，每一个个脉冲冲信号号表示示一定定的风风行程程。二、常常用测测风设设备（2）风速速记录录风速大小与与风速速计安安装高高度和和观测测时间间有关关系。。世界界各国国基本本上都都以10m高度处处观测测为依依据，，但是是取多多长时时间的的平均均风速速不统统一，，有取取1min、2min、10min平均风风速，，有取取1h平均风风速，，也有有取瞬瞬时风风速等等。我国气象站站观测测时有有3种风速速，一一日4次时2min平均风风速、、自记记10min平均风风速和和瞬时时风速速、风风能资资源计计算时时，都都用自自记10min平均风风速。。极端端风速速计算算时，，用最最大风风速（（10min平均最最大风风速））或瞬瞬时风风速。。二、常常用测测风设设备2、风向向标风向标是测量风风向的常常用装置置，有单翼型、、双翼型型和流线线型。风向标标一般由由尾翼、、指向杆杆，平衡衡锤及旋旋转主轴轴四部分分组成的的首尾不不对称的的平衡装装置。其其重心在在支撑轴轴的轴心心上，整整个风向向标可以以绕垂直直轴自由由摆动。。在风的的动压力力作用下下，取得得指向风风的来向向的一个个平衡位位置，即即为风向向的指示示。传送送和指示示风向所所在方位位的方法法有很多多，有电触点盘盘、环形形电位、、自整角角机和光光电码盘盘四种类型型，其中中最常用用的是码码盘。风速仪一般安安装在离离地10m的高度上上。二、常用用测风设设备表1-4风向标具具体参数数输出类型电流输出型电压输出型RS485型量

程0-360度16个方向供电电压DC12V~24V输出信号4-20mA（三线制）1-5V或者0-5V

负载能力≤500Ω≥2KΩ

使用环境-15℃~+85℃，相对湿度10-90%，非凝结启动风力≥0.8m/s整体功耗（DC24V）≤0.7W≤0.3W≤0.3W重量≤0.5Kg二、常用用测风设设备方位信号输出类型电压信号(0-5V)电压信号(1-5V)电流信号(4-20mA)北5V5V4mA东北偏北0.31V1.25V5mA东北0.63V1.5V6mA东北偏东0.94V1.75V7mA东1.25V2V8mA东南偏东1.56V2.25V9mA东南1.88V2.5V10mA东南偏南2.19V2.75V11mA南2.5V3V12mA西南偏南2.81V3.25V13mA西南3.13V3.5V14mA西南偏西3.44V3.75V15mA西3.75V4V16mA西北偏西4.06V4.25V17mA西北4.38V4.5V18mA西北偏北4.69V4.75V19mA表1-5风向标信信号输出出类型表表二、常用用测风设设备a）电压电电流型输输出接口口b）RS485型输出结结构图1-15风向标输输出接口口图三、风速风向向仪使用用PROFESSIONAL-IX型机械式式风速风风向仪三、风速风向向仪使用用PROFESSIONAL-IX型机械式式风速风风向仪项目风速仪风向标测量范围0.4...50m/s0...360°精确度±2%FS（风速范围0.4…50m/s）±1°分辨率<0.1m/s<1°启动风速0.4m/s0.4m/s输出0...10VDC=0.4...50m/s0...10VDC=0...360°防护等级IP65IP65供电24VDC(20...28VDC)24VDC(20...28VDC)加热方式通体加热max.125W通体加热max.125W加热电源24VDC5.5A与供电电源分开，独立电源24VDC5.5A与供电电源分开，独立电源工作温度-40...+70°C-40...+70°C储存温度-40...+70°C-40...+70°C壳体材质重防腐双重阳极处理铝合金重防腐双重阳极处理铝合金测量部件材质转杯:双重阳极处理铝镁合金风标:双重阳极处理铝镁合金最大相对湿度100%100%浪涌保护有,不会损坏有,不会损坏静电保护有,不会损坏有,不会损坏容错保护接错线传感器不会损坏*接错线传感器不会损坏*电缆总长度/m12米12米净重/kg0.8Kg0.8Kg三、风速风向向仪使用用二、内部部连接及及布局风速计传感器信号线：1、棕色：：传感器器信号电电源正极极；2、白色：：传感器器信号电电源负极极；3：蓝色：：传感器器信号输输出正极极；4、黑色：：传感器器信号输输出负极极。风速计加热器电源线：1、棕色：：加热器器电源正正极；2、蓝色：：加热器器电源负负极。三、风速风向向仪使用用二、内部部连接及及布局风向标传感器信号线：1、棕色：：传感器器信号电电源正极极；2、白色：：传感器器信号电电源负极极；3：蓝色：：传感器器信号输输出正极极；4、黑色：：传感器器信号输输出负极极。风向标风风速计加热器电源线：1、棕色：：加热器器电源正正极；2、蓝色：：加热器器电源负负极。三、风速风向向仪使用用三、设备备使用1、风向标标标定在风向标安安装完毕毕以后，，必须设设定其指指北。找到风向标上上的N标志，然然后使其其指向地地理为止止的正北北；找到风标，然然后转动动他直至至风向标标上标明明N标志的位位置，然然后用胶胶带固定定住。当风标已经经按照此此方法固固定住以以后，就就可以通通过在中中轴线上上转动风风标来找找到参照照点，这这时必须须转动风风向标外外壳知道道风标后后端的小小铁托指指向正北北方向的的参照点点。整个个指北过过程完成成。如果因为当地地地形或或其他原原因无法法找到参参照点，，则可以以使用南南作为参参照点。。这是就就必须保保证在风风向标的的N标志不是是指向参参照点，，而是参参照点的的反方向向。三、风速风向向仪使用用2、电气连连接PROFESSIONAL-IX风速仪风风向标通通过一根根15米电缆连连接到风风机控制制系统上上；电缆缆必须要要用必要要的工装装固定住住，因为为不固定定的安装装会极大大的降低低线缆的的强度（（在固定定安装的的情况下下，线缆缆能耐零零下40度的低温温，但是是不固定定情况下下最低只只能下降降在零下下20度左右）），建议议在固定定时从风风速仪风风向标本本体向下下放置线线缆时留留一个较较大的弧弧线，以以保证今今后拆线线缆时能能方便些些。注意：为了保保证不被被电磁感感应影响响到测试试精度，，风速仪仪风向标标必须接接地，并并且从两两面进行行屏蔽。。而且请请确保电电缆在数数据处理理系统侧侧是受防防潮保护护的。总总体来说说，带有有为了放放置抄起起进入终终端控制制盒的橡橡胶接头头的Pg插孔可以以提供足足够的防防护。三、风速风向向仪使用用3、加热传感器内部带有有自动控控制的温温度传感感器。当当外部温温度低于于3°时，加加热开关关开启，，开始加加热。当当外部温温度高于于5°时，加加热开关关关闭，，停止加加热。加加热器设设备的功功率是125瓦，其中中传感器器顶部，，风标风风杯的载载体一整整块金属属箔片本本身也是是加热器器。所以以能确保保在极低低的温度度下，风风速仪风风向标都都能够正正常工作作。特别注意：由由于加热热器功率率较大，，所以其其供电电电源要与与传感器器自身的的供电电电源分开开，需要要一个独独立的24V，5.5A的电源模模块来给给其供电电。加热热器的电电源线缆缆是从传传感器的的侧面引引出来的的独立的的线。任务3风资源测测量与评评估风能资源评估方法1风资源测评程序2风能可利用区划分3一、风能能资源评评估方法风能资源源评估方方法风能资源源评估方法法可分为为统计分析析法和数数值模拟拟法两类，其其中统计计分析法法又可分分为基于于气象站站历史观观测资料料的统计计分析法法和基于于测风塔塔观测资资料的统统计分析析方法两两种。在一个给定定的地区区内调查查风能资资源时，，可以划划分为三三种基本本的风能能资源评评估的规规模或阶阶段：区域的初初步识别别、区域域风能资资源估计计和微观观选址。1）区域的的初步识识别这个过程程是从一一个相对对大的区区域中筛筛选合适适的风能能资源区区域，筛筛选是基基于气象象站测风风资料、、地貌、、被风吹吹得倾向向一侧的的树木和和其它标标志物等等。在这这个阶段段可以选选择新的的测风位位置。一、风能能资源评评估方法2）区域风风能资源源估计这个阶段要采采用测风风计划以以表征一一个指定定区域或或一组区区域的风风能资源源，这些些区域已已经考虑虑要发展展风电。。在这个个规模上上测风最最基本的的目标是是：①确定和验验证该区区域内是是否存在在充足的的风能资资源，以以支持进进一步的的具体场场址调查查；②比较各区区域以辨辨别相对对发展潜潜力；③获得代表表性资料料来估计计选择的的风电机机组的性性能及经经济性；④筛选潜在在的风电电机组安安装场址址。3）微观选选址用来为一台或或更多风风电机组组定位，，以使风风电场的的全部电电力输出出最大，，风电机机组排布布最佳。。二、风资资源测评评程序二、风资资源测评评程序二、风资资源测评评程序2）测风步步骤现场测风的目目的是获获取准确确的风电电场选址址区的风风况数据据，要求求数据具具有代表表性、准准确性和和完整性性。因此此应制定定严格的的测风计计划和步步骤。①制定测风风原则为了能够确定定在各种种时间和和空间条条件下风风能变化化的特性性，需要要测量风风速、风风向和湍湍流特性性，测风风时间应应连续至至少一年年以上，，连续漏漏测时间间不应大大于全年年的1%，有效数数据不能能少于全全部测风风时间的的90%。②测风设备备选定选用精度高、、性能好好、功耗耗低的自自动测风风设备，，并具有有抗自然然灾害和和人为破破坏、保保护数据据安全准准确的功功能。二、风资资源测评评程序③确定测风方方案测风方案依测测风的目的的分为短期期临时测风风和长期测测风方案。。对于复杂杂地形，需需增设测风风塔及测风风设备，应应视现场具具体情况而而定。④测风位置置确定测风应在空旷旷的开阔地地进行，尽尽量远离高高大树木和和建筑物，充分考虑地形和障碍碍物的影响响。⑤测风数据据文件的记录记录内容应包括括数据文件件名称、采采集开始和和结束时间间、测风塔塔编号、海海拔及经纬纬度等。⑥测风数据据的提取、、存储和保存数据存储至少备备份2份保存归档档，分别存存放在安全全地方。三、风能可可利用区的的划分三、风能可可利用区的的划分风功率密度蕴蕴含着风速速、风速频频率分布和和空气密度度的影响，，是衡量风风能资源的的综合指标标。风功率率密度等级级是在“风风电场风能能资源评估估方法”中中给出了7个级别。风功率密度等级10m高度30m高度50m高度应用于并网风力发电机风功率密度（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/s）1<1004.4<1605.1<1005.6

2100~1505.1160~2405.9100~1506.4

3150~2005.6240~3206.5150~2007.0较好4200~2506.0320~4007.0200~2507.5好5250~3006.4400~4807.4250~3008.0很好6300~4007.0480~6408.2300~4008.8很好7400~10009.4640~160011.0400~100011.9很好三、风能可可利用区的的划分测风塔三、风能可可利用区的的划分我国风能区域等等级划分的的标准是：：1）风资源丰丰富区：年有效风功率率密度大于于200W/m2，3~20m/s风速的年累累积小时数数大于5000h，年平均风风速大于6m/s；2）风资源次次丰富区：年有效风功率率密度大于于200~150W/m2，3~20m/s风速的年累累积小时数数大于5000h~4000h，年平均风风速在5.5m/s左右；3）风资源可可利用区：年有效风功率率密度大于于150~100W/m2，3~20m/s风速的年累累积小时数数大于4000h~2000h，年平均风风速在5m/s左右；4）风资源贫贫乏区：年有效风功率率密度小于于100W/m2，3~20m/s风速的年累累积小时数数小于2000h，年平均风风速小于5m/s。三、风能可可利用区的的划分风资源丰富富区和较丰丰富区，具具有较好的的风能资源源，是理想想的风电场场建设区；风能资源可利用区，，有效风功功率密度较较低，这对对电能紧缺缺地区还是是有相当的的利用价值值。实际上上较低的年年有效风功功率密度也也只是对宏宏观的大区区域而言，，而在大区区域内，由由于地形有有可能存在在局部的小小区域大风风区，因此此应具体问问题具体分分析，通过过对这种地地区进行精精确的风能能资源测量量，详细地地分析实际际情况，选选出最佳区区域建设风风电场。风资源贫乏乏区，风功功率密度很很低，对大大型并网型型风力发电电机组一般般无利用价价值。三、风能可可利用区的的划分图1-9中国风能分分布三、风能可可利用区的的划分图1-10年平均风功功率密度分分布图1-10年平均风功功率密度分分布三、风能可可利用区的的划分图1-11全国平均风风速分布图图三、风能可可利用区的的划分图1-12中国全年风风速大于3m/s小时数分布布图四、风电场相关标标准及报告告举例风电场相关关标准及报报告举例GB/T18710-2002风电场风能能资源评估估方法风电场工程设设计导则(中国华电)大唐新能源昔昔阳西寨风风电场工程程选址研究究报告9、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。23:25:2423:25:2423:2512/25/202211:25:24PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2223:25:2423:25Dec-2225-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。23:25:2423:25:2423:25Sunday,December25,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212