风电厂风能资源分析与评价.pdf

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1、第32卷第8期华电技术Vo1．32No．82010年8月HuadianTechnologyAug．2010风电厂风能资源分析与评价郝庆福，刘延泉，王坤(华北电力大学a．控制与计算机工程学院；b．经济与管理学院，河北保定071003)摘要：依据某风电场所处地区气象站提供的资料，对风能基本要素进行了分析与整理，得到了测风塔的风速、风功率密度、风速频率和风能频率分布等修正数据。从分析结果看，该地区风能资源丰富、有效风时数高、风向稳定、风能分布集中和破坏性风速小，适宜风电场建设。关键词：风能资源；综合分析；评价；风力发电场中图分类号：TM614文献标志码：A文章编号：1674—1951(2010

2、)O8—0076—04表11测风塔各高度间风速相关系数1风电场所处地区气象站资料1．1气象要素本文基于场地位于内蒙古自治区某风电场二期49．5MW工程项目，根据当地的气象站提供的资料，对该工程所在的地区的风能资源进行分析与评价。该工程采集到的气象站资料包括：(1)1959年至测风年各年逐月平均风速；法》中有效数据完整率应在90％以上的要求。(2)2006年9月1日至2007年8月31Et逐时2风能基本要素分析平均风速风向；(3)其他常规气象要素。2．150年一遇最大平均风速1．2平均风速利用气象站多年最大风速资料，采用Gumbel该气象站近30年(1976年至测风年)的年平均型进行频率计

3、算，再由气象站与风场的相关关系，结风速相对较稳定，在5．0～5．8m／s之间，只有2000合风场的实际风况，得到风电场10m高度50年一年各月平均风速明显偏高，年平均风速达6．2m／s。遇、10rain最大风速为27．9m／s。可见，2000年属于大风年。对测风塔70In高度、风速大于或等于20m／s的1．3风向频率风速进行统计并计算其与10m的风切变指数值，根由该气象站1977-2006年共30年实测资料统据计算，风速≥20m／s的70m／10m最大风切变指计，得到该地区多年和测风年的各风向频。根据该数为0．11。再由该风切变指数关系，结合风场的实统计结果，气象站近30年的主导风向集中

4、于sE～际风况，得到风场通常轮毂高度的50年一遇最大风W方向。测风年主导风向与其基本一致]。速(空气密度为1．225kg／m)。1．4风电场测风情况2．2空气密度1测风塔各高度实测风速相关系数见表1，由表根据风电场测风塔2006年9月1日—2Oo7年81可见，测风塔各高度间风速具有良好的相关性。月31日测风数据，得出年平均气压为84．08kPa，年平为了有效评估风电场的风能资源，应对原始的测均气温为8．6oC，平均空气密度P采用下式计算风数据进行验证，检验其连续性、完整性和合理性，检P=p／(R×T)，验出不合理的数据和缺测数据，根据GB／T1871O一式中：P为年平均气压；T为年平均热

5、力学温度；为2002(风电场风能资源评估方法》对其进行处理，经统气体常数，R：287J／kg；计算得到风场地区平均空计计算，1测风塔的有效数据完整率为97．4％，气密度为1．04kg／m。满足GB／T18710-2002《风电场风能资源评估方2．3风切变指数在近地面层中，假设大气层结为中性，乱流将完收稿日期：2010—04—04全依靠动力原因来发展，这时风速随高度变化服从第8期郝庆福，等：风电厂风能资源分析与评价·77·普朗特经验公式；风速随高度增加将有显著变化，但7．5～10．1m／s，风功率密度变幅为347．8～814．6由于地表面粗糙度不同，风速随高度的变化也不同，W／m；全年平均

6、风速为7．7m／s，平均风功率密度为在此使用幂次律的风廓线公式可求得风切变指数4272／。／vi=(Zn／i)Ot，风电场30in高度测风年内各月平均风速及风式中：，i分别为高度在z，处的风速；为风切功率密度变幅较大，但比70Ill高度和50in高度已变指数，其取值与地表面粗糙度有关。缓和。每年的4月与6—9月风速及风功率密度相根据风电场测风塔各高度的测风资料，求解可对较小，平均风速变幅为6．1～7．0m／s，风功率密度得出Ot值。变幅为185．6～303．1W／m；其他各月平均风速变2．4湍流强度幅为7．1～9．6m／s，风功率密度变幅为291．8～湍流强度是脉动风速的均方差与平均风速

7、的比699．8W／m；全年平均风速为7．4m／s，平均风功率值，即密度为362．4W／m。风电场10m高度测风年内各月平均风速及风，T=詈，功率密度变幅较大，每年的4月与6—9月风速及风式中：，T为湍流强度；为10min风速标准偏差，功率密度相对较小，平均风速变幅为5．1～5．9m／s，m／s；为10min平均风速，m／s。风功率密度变幅为108．8—180．2w／m；其他各月根据风电场测风塔各高度的测风资料统计可得平均风速变幅为6