1、張北風(fēng)電場(chǎng)工程風(fēng)資源分析報(bào)告201X年X月X日目錄1.項(xiàng)目概況12. 風(fēng)塔及測(cè)風(fēng)資料情況13.風(fēng)況參數(shù)13.1空氣密度13.2全年風(fēng)速和風(fēng)功率密度的年內(nèi)變化23.3風(fēng)向頻率和風(fēng)能密度方向分布23.4風(fēng)切變指數(shù)33.5湍流強(qiáng)度43.6威布爾分布參數(shù)K，C63.7五十年一遇最大風(fēng)速、極大風(fēng)速73.8代表年數(shù)據(jù)分析74.風(fēng)資源綜合評(píng)價(jià)85.機(jī)組選型以及發(fā)電量計(jì)算96.不確定性分析以及建議111.項(xiàng)目概況項(xiàng)目工程位于XX河北省XX張北縣以北，距離張北縣12公里，場(chǎng)區(qū)范圍地形起伏較大，地勢(shì)高程約為1350m1400m,場(chǎng)外交通較為便利。2.風(fēng)塔及測(cè)風(fēng)資料情況風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址內(nèi)有1座測(cè)風(fēng)塔。測(cè)風(fēng)塔的相關(guān)信息如下

2、表所示。表1風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔基本情況測(cè)風(fēng)塔0001#坐標(biāo)經(jīng)度411430.90緯度1144012.20海拔高度（m）1360m觀測(cè)內(nèi)容風(fēng)速10m/30/50/60m/70m風(fēng)向10m/70m氣溫8m氣壓8m測(cè)風(fēng)時(shí)段開始2010-1-7結(jié)束2010-12-16測(cè)風(fēng)時(shí)段不滿年,需要對(duì)風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)完整。圖1風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔位置與風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址位置關(guān)系示意圖3.風(fēng)況參數(shù)3.1空氣密度根據(jù)各測(cè)風(fēng)塔的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)空氣密度為1.181kg/m3。3.2全年風(fēng)速和風(fēng)功率密度的年內(nèi)變化通過對(duì)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)分析，選取2010年測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，采用格林平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)，最終獲得2010年完整年測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)。表20001#測(cè)風(fēng)

3、塔各高度風(fēng)速和風(fēng)功率密度年內(nèi)變化表風(fēng)速-m/s;風(fēng)功率密度-W/m?月份70m高度60m高度50m高度30m高度10m高度平均風(fēng)速平均風(fēng)功率密度平均風(fēng)速平均風(fēng)功率密度平均風(fēng)速平均風(fēng)功率密度平均風(fēng)速平均風(fēng)功率密度平均風(fēng)速平均風(fēng)功率密度17.33247.23086.82636.22095.515926.52546.22346.22175.61755.114237.94457.64077.53776.93086.325348.24697.84267.63927.13306.528358.04417.63877.43526.92896.424965.41485.01265.01164.7944.271

4、75.11194.6964.6904.3723.85385.31394.91154.81034.3803.95895.31314.91094.8994.4803.958106.31956.01735.71565.21244.586117.93847.63537.23016.52445.7187129.15078.84648.44157.83417.0260全年6.92976.52676.32415.81965.2155FebM-srApjM-syJunJuIAufjE-epDeiNlovDec圖20001#測(cè)風(fēng)塔各測(cè)風(fēng)高度風(fēng)速年內(nèi)變化曲線-sEjP6MCI旳P匚1AA匚nos3.3風(fēng)向頻率和風(fēng)

5、能密度方向分布從全年來看：實(shí)測(cè)年0001#塔70m高度處全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镹W,頻率為15.61%,次主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镾和NNW,頻率為14.13%和11.16%。實(shí)測(cè)年0001#塔70m高度處全年風(fēng)能密度最大方向?yàn)镹W,頻率為24.39%,次大方向?yàn)镹NW,頻率為16.66%。WindDirectionOccurrence3-莎一5?X45?2S2.號(hào)4V-B7.5?270?1T400j/醐/125?譚/曲157.5?1&J?100米風(fēng)向ProportionofTotalWindEnergyvs7Cindirection產(chǎn)、護(hù)2H.Syw270?w247.5?l10%71125?、時(shí)心？1J?70米風(fēng)

6、能圖3測(cè)風(fēng)塔70m高度測(cè)風(fēng)高度風(fēng)向和風(fēng)能玫瑰圖3.4風(fēng)切變指數(shù)風(fēng)切變指數(shù)可描述風(fēng)矢量在垂直方向上的空間變化情況。統(tǒng)計(jì)測(cè)風(fēng)塔各個(gè)高度層之間的風(fēng)切變指數(shù)如下表。表30001#塔實(shí)測(cè)風(fēng)切變指數(shù)計(jì)算結(jié)果塔號(hào)測(cè)風(fēng)高度與60m切變與50m切變與30m切變與10m切變0001#70m0.3370.2430.1930.14060m0.1610.1600.12350m0.1600.11930m0.09980MeasureddataPffAerlawfitalpho二0.1A3)LoglawfrtzD=0.0152m)1-DD20VertiitalVJindEhe-arProfiille圖40001#風(fēng)切變指數(shù)擬

7、合曲線4MeanWindSpeedirnXs)結(jié)合圖表可以看出，60m高度與70m的高度的風(fēng)切變突然變大，因此建議在擬合較高風(fēng)速層的時(shí)候，采用相鄰風(fēng)切變。3.5湍流強(qiáng)度湍流強(qiáng)度用于度量相對(duì)于風(fēng)速平均值而起伏的湍流的強(qiáng)弱，是風(fēng)機(jī)選型的重要依據(jù)。根據(jù)測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)，計(jì)算測(cè)風(fēng)塔處的湍流強(qiáng)度見表5。表40001號(hào)測(cè)風(fēng)塔湍流強(qiáng)度代表性湍流測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)高度10m30m50m60m70m0001#3m/s0.3180.3340.3380.3590.3524m/s0.2390.2410.2470.2560.2475m/s0.2080.1920.1900.2000.1896m/s0.1980.1730.1650.17

8、30.165代表性湍流測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)高度10m30m50m60m70m7m/s0.1930.1700.1550.1580.1498m/s0.1830.1680.1540.1530.1409m/s0.1710.1640.1500.1470.14310m/s0.1700.1610.1540.1480.138llm/s0.1620.1590.1510.1460.13912m/s0.1580.1530.1480.1470.14213m/s0.1610.1540.1470.1430.13714m/s0.1550.1500.1430.1470.14315m/s0.1710.1530.1470.1420.138

9、16m/s0.1520.1570.1440.1480.13617m/s0.1850.1720.1580.1400.13618m/s0.1520.1670.1470.1610.14719m/s0.1640.1500.1500.1450.14120m/s0.1560.1560.1580.157圖50001#測(cè)風(fēng)塔70m高度湍流強(qiáng)度與IEC對(duì)比圖60001#測(cè)風(fēng)塔100m高度湍流強(qiáng)度與IEC對(duì)比通過以上分析，在主要風(fēng)速段，測(cè)風(fēng)塔的代表性湍流強(qiáng)度都小于IECC類標(biāo)準(zhǔn),因此這里暫定風(fēng)電場(chǎng)湍流等級(jí)為C級(jí)。3.6威布爾分布參數(shù)k，c風(fēng)速統(tǒng)計(jì)符合概率密度函數(shù)Weibull雙參數(shù)分布，k為形狀參數(shù)，描述分布曲線

10、峰度的寬窄特征；c為尺度參數(shù)，反映分布的不對(duì)稱程度。統(tǒng)計(jì)測(cè)風(fēng)塔的計(jì)算結(jié)果見表11。表5各個(gè)測(cè)風(fēng)塔Weibull分布參數(shù)塔號(hào)高度70m60m50m30m10m0001#k2.252.112.182.101.95c7.737.347.136.585.903.7五十年一遇最大風(fēng)速、極大風(fēng)速表6實(shí)測(cè)年最大風(fēng)速成果表塔號(hào)高度10min最大風(fēng)速3s最大風(fēng)速0001#70m21.733.2660m21.2932.550m20.930.9630m19.6630.5810m18.5132.88由于本次未能收集到氣象站與測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)同期的逐日最大風(fēng)速，因此風(fēng)電場(chǎng)最大風(fēng)速參考可研70m高度標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下50年一遇10

11、min最大風(fēng)速為29.4m/s。3.8代表年數(shù)據(jù)分析為了準(zhǔn)確地評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)資源情況，將測(cè)風(fēng)年訂正成能夠反映風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)期發(fā)電水平，因此我們對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了代表年訂正。本次對(duì)中尺度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析如下。表7中尺度數(shù)據(jù)年平均風(fēng)速分析年份平均風(fēng)速（m/s）年份平均風(fēng)速（m/s）19936.6720076.4219946.7520086.7319956.7420096.8419966.9020106.8819976.6420116.3419986.6620126.9419996.7620136.8820006.6220146.5420016.5720156.4520026.6620166.7920036.49

12、全部6.6820046.73近20年6.6620056.74近10年6.6820066.69從表中可以看出測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)風(fēng)速為2010年完整年，因此分析可以看出測(cè)風(fēng)年對(duì)應(yīng)的風(fēng)速中尺度風(fēng)速為6.88m/s,近20年的平均風(fēng)速6.66m/s相差0.22m/s,與近10年的6.66m/s,相差0.2。從多年的平均值統(tǒng)計(jì)來看，風(fēng)速波動(dòng)在0.5m/s內(nèi)波動(dòng)，而實(shí)測(cè)風(fēng)速對(duì)應(yīng)年份處于中等偏上水平，考慮到后期風(fēng)速的波動(dòng)的不確定性,因此可以判斷實(shí)測(cè)風(fēng)速為大風(fēng)年,需要對(duì)測(cè)分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行代表年訂正。代表年訂正計(jì)算表格如下表8測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)訂正表總的方位斜率a截距R2值N0.8884680.8276420.53753NNE0.7

13、32791.8927460.295406NE0.4759553.4262840.064317ENE0.7837281.7822120.230224E0.7586871.999080.169042ESE0.9084270.6742280.433764SE0.8320490.3485430.375586SSE1.018167-0.71530.691084S1.101016-1.262880.694782SSW0.96842-0.53690.588351SW1.183057-1.114830.66123WSW1.309815-1.26690.687296W1.265947-1.126450.6054

14、4WNW1.069527-0.036710.621031NW1.126446-1.040720.753814NNW1.100737-0.906080.746383從相關(guān)性來看在主要扇區(qū)上，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)與Merra點(diǎn)的相關(guān)性達(dá)到了0.6以上，因此這里訂正結(jié)果可以作參考。訂正后，70m高度的平均風(fēng)速為6.64m/s，根據(jù)相鄰風(fēng)切變計(jì)算，80m高度的平均風(fēng)速為6.95m/s，90m高度的平均風(fēng)速為7.22m/s。4. 風(fēng)資源綜合評(píng)價(jià)本工程風(fēng)能資源初步評(píng)價(jià)結(jié)論及建議如下：(1) 根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到場(chǎng)區(qū)實(shí)測(cè)年年平均空氣密度值：0001#塔處實(shí)測(cè)年年平均空氣密度值為1.181kg/m3；(2) 000

15、1#測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)50m高度處年平均風(fēng)速為6.3m/s，相對(duì)應(yīng)平均風(fēng)功率密度為241W/m2,測(cè)風(fēng)塔處風(fēng)功率密度等級(jí)為2級(jí)；(3) 0001#測(cè)風(fēng)塔70m高度處年代表年平均風(fēng)速為6.64m/s，相對(duì)應(yīng)平均風(fēng)功率密度為272W/m2。(4) 實(shí)測(cè)年0001#塔70m高度處全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镹W,頻率為15.61%,次主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镾和NNW,頻率為14.13%和11.16%。實(shí)測(cè)年0001#塔70m高度處全年風(fēng)能密度最大方向?yàn)镹W，頻率為24.39%,次大方向?yàn)镹NW，頻率為16.66%。(5)綜合考慮測(cè)風(fēng)塔處50年一遇最大風(fēng)速及湍流強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，本工程風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)測(cè)風(fēng)塔處IEC等級(jí)為IECIIIC級(jí)。5. 機(jī)

16、組選型以及發(fā)電量計(jì)算通過以上對(duì)風(fēng)資源的分析，推薦GW121-2.5MW風(fēng)電機(jī)組，輪轂高度為90m。計(jì)算資料收集：本次僅收集到風(fēng)電場(chǎng)0001#測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及廠家提供的測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)。本次計(jì)算采用wasp10.0軟件，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源如下圖所示：采用測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，按照可研風(fēng)機(jī)點(diǎn)進(jìn)行排布，折減按照0.70取值，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量。重新排布后的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位如下圖所示：oD木木木0木圖7風(fēng)機(jī)排布以及風(fēng)資源分布圖發(fā)電量計(jì)算如下表：表9發(fā)電量計(jì)算表SiteLocationmElevationma.s.l.輪轂高度ma.g.l.平均風(fēng)速m/s考慮尾流后的上網(wǎng)申量GWh尾流折減%上網(wǎng)申量GWh等效滿發(fā)小時(shí)數(shù)（h）1(38

17、554880,4568538)1365.848907.1910.0871.637.06092824.362(38555570,4568862)1362.865907.189.8943.336.92582770.323(38556170,4569052)1360.106907.179.7184.786.80262721.044(38555090,4567868)1368.985907.29.9693.016.97832791.325(38556540,4568398)1363.313907.189.378&446.56462625.846(38556120,4567540)1367.849907

18、.29.5297.226.67032668.127(38556700,4567716)1367.017907.29.20410.396.44282577.128(38557200,4568033)1368.309907.219.3269.446.52822611.289(38556200,4566824)1368.953907.29.6595.926.76132704.5210(38556580,4567156)1368.433907.29.21910.246.45332581.3211(38557380,4567353)1369.177907.29.14910.946.40432561.7212(38558010,4567577)1371.312907.29.5556.986.68852675.413(38555660,4565667)1370.631907.189.9922.386.99442797.7614(38557200,4566289)1369.399907.199.353&816.54