高空风资源评价方法的研究

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1、万方数据第29卷第5期2011年10月可再生能源RenewableEnergyResourcesV01．29No．50ct．2011高空风资源评价方法的研究姜波1，侯平平2，赵世明1(1．国家海洋技术中心，天津300111；2．海水淡化研究所，天津300192)摘要：高空风能资源评估的关键问题之一是研究风能随高度的变化规律。根据江苏省两个loom观测塔5层风速实测资料，分别利用指数律、对数律和最dx__-乘法研究了风能随高度的变化规律，并对3种方法的评估精度进行了比较。结果表明，3种方法均可以较好地推算出不同高度的平均风速和风能的平均功率，其中最dx--乘法稍

2、优于指数律，指数律明显优于对数率。关键词：风能资源评价；指数律；对数律；最小二乘法中图分类号：TK89文献标志码：A文章编号：1671—5292(2011)05—0032埘StudyontheassessmentmethodofthehighlayerwindresourceJIANGB01，HOUPing-pin92，ZHAOShi—min91(1．NationalOceanTechnologyCenter，Tianjin300111，China；2．TheInstituteofSeawaterDesalinationandMultipurposeUtili

3、zationSOA，Tianjin300192，China)，Abstract：Thechangeofwindwithheightvariationisoneofthekeyproblemsforthewindresourceinhighattitudeevaluation．Indexlaw．LogarithmiclawandtheLeastSquaremodelareusedtostudywindandwindpowerbasedonthewindspeeddataobtainedfromtwo100mtowersinJiangsuprovince．Thre

4、ekindsofmethodalecarriedonaccuracycomparison．Theresultshows：Threekindsofmethodcallallcalculatetheaveragewindspeedandwindpoweratdifferentheight；TheLeastSquaremodelisalittlebetterthanIndexlaw，IndexlawisobviousbetterthanLegarithmiclaw．Keywords：thewindresourceassessment；Indexlaw；Logarit

5、hmiclaw；theleastsquaremodel‘O引言20世纪90年代以来．全球风电产业发展迅速。截至2010年底，全球风电总装机容量达194．4GW，比2009年增长了22．5％，风能已经成为世界上增长最快的能源【11。为了满足风能的大规模开发利用，除了要探明地面的风能资源外，还要掌握高空风能资源的状况。我国学者陆续开展了高空风能资源评价的研究[2H7]。但是迄今为止，国内根据实测资料研究高空风能资源变化规律的报道尚不多。本研究利用江苏省两个100m测风梯度塔(1*，2*观测塔，测风层高度分别为10，30，50，70，100m)的实测资料，选取200

6、9年7月1日～2010年6月30日测风塔各层平均风速、风向数据和同期10。70m层气温、气压、湿度数据，分别利用指数律、对数律和最小二乘法研究了风能随高度的变化规律，并对各种方法的评估精度进行了比较。1计算方法风功率密度是衡量一个地区风能资源状况的综合指标．它受风速大小、风速频率分布以及空气密度的影响．其一般表达式为●B．D=六三JD矿(1)式中：D。为风功率密度，W／m2；凡为设定时段内的记录数；p为空气密度，kg／m3；／,'i为第i次记录的风速，m／s。近地层风能随高度变化的规律一般与地面粗收稿日期：2011-03—08。基金项目：国家908专项资金资助

7、项目(908—01一BC21)。作者简介：姜波(1978-)，男，硕士，主要从事海洋可再生能源调查与研究。E-mail：qdjiangbo@163．corn·32·万方数据姜波．等高空风资濠评价方法的研究糙度和低层大气层结有关，对风能变化指数的估算直接影响到最后的评估结果。在实际应用中一般采用指数律和对数律公式进行估算：y(z)=y。(})4(2)y(z)2vn面j去(3)式中：d为风切变指数；y。为高度=。对应的风速，m／s，这里：H---10m；V(：)为高度。处的风速，m／s；=。为粗糙长度。由于大部分地区缺乏不同高度风速的实测数据。因此国家标准推荐使用

8、指数律拟合不同高度风速，并规定风切变指