成信工应用气象学实验指导02风能指标的计算

PAGE4实验二风能指标的计算（2学时）风作为一种能源被人类利用已有两千多年的历史，过去主要应用在农副产品的加工、汲水与航行上，近年来由于环境污染和能源危机的冲击，使各国对风能的研究重新重视起来，风能的应用也越来越广泛。由于风的方向和速度的多变性，风又有过于分散，使单位面积上可以获得的风能功率不大，因而不能保证风力机稳定地输出能量。因此我们在分析某一地区风能资源时，必须揭示出风能随时间的变化规律及在地域上的分布规律，结合评价风能指标，做出风能区划和规划，以提高风能的利用率。下面以某地20xx年3月风速观测资料为例，学习利用平均风速和标准差法、风速平均值和极大值法，计算韦伯分布参数；再利用韦伯分布参数求算风能指标。一、目的和要求要求：熟悉韦伯分布，掌握风能指标的算法；了解风速的概率分布，即韦伯分布，熟悉风能指标的意义；掌握韦伯分布参数的的求法，包括由风速平均值和标准差求参数，以及由风速平均值和极大值求参数；再由韦伯分布求风能指标。目的：掌握风能指标的基本算法。二、实验内容2.1韦伯分布参数计算韦伯参数k，c。2.2风能指标计算平均总风能密度；计算有效风速出现的时数。三、实验步骤3.1熟悉资料本次实习应用的资料为某地20xx年4月逐日4次定时风速观测资料。3.2方法3.2.1韦伯参数k，c(1)由风速平均值和标准差求参数式中σ(V)用样本标准差代替，M(V)用样本平均值代替，即可求算出k。当求出k之后，利用下式，可求的参数c，即(2)由风速平均值和极大值求参数 式中VM是T次观测中的最大风速。已知平均风速和最大风速VM，即可用上式求出k，但是，计算比较麻烦。经验表明，k值通常在1.0—2.6之间，在0.9附近，则由上式可近似求出 则也可算出3.2.2风能指标(1)平均总风能密度平均总风能密度，即将该地某一时段(月、年)内风速V＞0m／s时的全部风能密度求平均，即：它反映了该地风能的自然蕴藏量。(2)有效风速出现的时数 是指在时段L之内出现的有效风速(Vl≤V≤V2)的小时数，用T表示，有： 3.3结果输出（范例）范例所用资料：某地20xx年3月资料。3.4完成实习报告(1)说明所用资料及方法。(2)完成表2.1所列各项目。(3)用所学的知识分析图表。表2.1某地20xx年4月韦伯参数计算表由风速平均值和标准差求韦伯参数由风速平均值和极大值求韦伯参数σ(V)样本标准差M(V)样本平均值最大风速VMkkc(m/s)c(m/s)表2.2某地20xx年4月风能指标统计表风能指标的计算由风速平均值和标准差求韦伯参数求算风能指标由风速平均值和极大值求韦伯参数求算的风能指标c3(m/s)3平均总风能密度(W/m2)(V1/c)k(V2/c)k有效风速出现的时数(h)课程实验报告实验名称系别姓名学号班级实验地点实验日期评分指导老师同组其他成员一、实验内容（含实验原理介绍）：二、实验目的：三、涉及实验的相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况）：四、实验结果（含程序、数据记录及分析和实验总结等，可附页）：1、求算韦伯参数，完成表2.1所列各项目，近似结果小数点后保留三位。表2.1某地20xx年4月韦伯参数计算表由风速平均值和标准差求韦伯参数由风速平均值和极大值求韦伯参数σ(V)样本标准差M(V)样本平均值最大风速VMkkc(m/s)c(m/s)2、求算风能指标，完成表2.2所列各项目，近似结果小数点后保留三位。表2.2某地20xx年4月风能指标统计表风能指标的计算由风速平均值和标准差求