风电场发电量计算方法
风电场电量计算公式
风电场电量计算公式
1.风能捕获公式
风能捕获公式用于计算在给定风速下风轮所捕获的风能。
风能捕获公式通常使用风能密度来计算，风能密度是单位面积内风能的平均值。
风能密度公式如下：
E=0.5*ρ*A*V^3
其中，E表示风能密度，ρ表示空气密度，A表示风轮面积，V表示风速。
风轮面积可以使用风轮的直径来计算：
A=π*(D/2)^2
其中，D表示风轮的直径。
将风轮面积代入风能密度公式，得到风能捕获公式：
E=0.5*ρ*π*(D/2)^2*V^3
2.发电效率公式
发电效率公式用于计算在给定风能下风电机组的发电量。
发电效率是风能转化为电能的比率，通常取值0.3至0.5之间。
发电效率公式如下：
G=E*η
其中，G表示发电量，E表示风能密度，η表示发电效率。
将风能捕获公式代入发电效率公式，得到发电量公式：
G=0.5*ρ*π*(D/2)^2*V^3*η
这个公式可以用于计算在给定风速下风电场的发电量。
需要注意的是，实际风电场的发电量并不仅取决于风速和风轮直径，还受到其他因素的影响，如风向、风轮的转速等。
因此，此公式只是一个基本的计算模型，实际情况可能会有所不同。
在实际应用中，还需要考虑具体的风电设备、场地条件等因素，进行更精确的计算。
风电场综合统计指标计算公式
风电综合统计指标计算公式1、平均风速平均风速是指统计周期内风机轮毂高度处瞬时风速的平均值。
取统计周期内全场风机或场内代表性测风塔的风速平均值，即11ni i V V n ==∑ 单位：米/秒（/m s ） 式中：V —统计周期内的风电场平均风速，/m s ；n —统计周期内的全场风机的台数或代表性测风塔的个数； iV —统计周期内的单台风机或单个代表性测风塔的平均风速，/m s 。
2、平均温度平均温度是指统计周期内风机轮毂高度处环境温度的平均值，即11nii T T n ==∑ 单位：摄氏度（oC ）式中：T —统计周期内的风电场平均温度，oC ； n —统计周期内的记录次数；i T —统计周期内的第i 次记录的温度值，oC 。
3、平均空气密度平均空气密度是指统计周期内风电场所处区域空气密度的平均值，即P RTρ=单位：千克/立方米(3/kg m )式中：ρ—统计周期内的风电场平均空气密度，3/kg m ； P —统计周期内的风电场平均大气压强，a P ； R —气体常数，取287/J kg K ⋅；T —统计周期内的风电场开氏温标平均绝对温度，K 。
4、 平均风功率密度平均风功率密度是指统计周期内风机轮毂高度处风能在单位面积上所产生的平均功率，即3112niwpi D V nρ==∑()() 单位：瓦特／平方米（2/W m ）式中：wpD —统计周期内的风电场平均风功率密度，2/W m ；n —统计周期内的记录次数；ρ—统计周期内的风电场平均空气密度，3/kg m ；3iV —统计周期内的第i 次记录平均风速值的立方。
5、有效风速小时数有效风速小时数是指统计周期内风机轮毂高度处介于切入风速与切出风速之间的风速累计小时数，简称有效风时数，即nii V V V V T T ==∑有效风时数 单位：小时（h ）式中：T有效风时数—统计周期内的风电场有效风时数，h ； 0V —风机的切入风速，/m s ；n V —风机的切出风速，/m s ；i V T —统计周期内出现介于切入风速（0V ）和切出风速（n V ）之间的风速小时数，h 。
风电场综合统计指标计算公式
风电综合统计指标计算公式1、平均风速平均风速是指统计周期风机轮毂高度处瞬时风速的平均值。
取统计周期全场风机或场代表性测风塔的风速平均值，即11ni i V V n ==∑ 单位：米/秒（/m s ） 式中：V—统计周期的风电场平均风速，/m s ；n —统计周期的全场风机的台数或代表性测风塔的个数；i V —统计周期的单台风机或单个代表性测风塔的平均风速，/m s 。
2、平均温度平均温度是指统计周期风机轮毂高度处环境温度的平均值，即11ni i T T n ==∑ 单位：摄氏度（o C ） 式中：T —统计周期的风电场平均温度，o C ； n —统计周期的记录次数；i T —统计周期的第i 次记录的温度值，o C 。
3、平均空气密度平均空气密度是指统计周期风电场所处区域空气密度的平均值，即PRTρ=单位：千克/立方米(3/kg m )式中：ρ—统计周期的风电场平均空气密度，3/kg m ； P —统计周期的风电场平均大气压强，a P ；R —气体常数，取287/J kg K ⋅；T —统计周期的风电场开氏温标平均绝对温度，K 。
4、 平均风功率密度平均风功率密度是指统计周期风机轮毂高度处风能在单位面积上所产生的平均功率，即3112ni wpi D V n ρ==∑()() 单位：瓦特／平方米（2/W m ）式中：wp D —统计周期的风电场平均风功率密度，2/W m；n —统计周期的记录次数；ρ—统计周期的风电场平均空气密度，3/kg m ；3i V —统计周期的第i 次记录平均风速值的立方。
5、有效风速小时数有效风速小时数是指统计周期风机轮毂高度处介于切入风速与切出风速之间的风速累计小时数，简称有效风时数，即nii V V V V T T==∑有效风时数 单位：小时（h ）式中：T 有效风时数—统计周期的风电场有效风时数，h ；0V —风机的切入风速，/m s ；n V —风机的切出风速，/m s ；i V T —统计周期出现介于切入风速（0V ）和切出风速（n V ）之间的风速小时数，h 。
风电场综合统计指标计算公式
综合场用电率—统计周期内的风电场综合场用电率； E发电量—统计周期内的风电场发电量，kWh； E综合场用电量—统计周期内的风电场综合场用电量，kWh。 18、场损率 场损率是指统计周期内消耗在风电场输变电系统和风机自用电的电量占全场发电量的百分比，即 100%EEEEE发电量购网电量场用电量主变高压侧送出电量场损率发电量 式中： 场损率—统计周期内的风电场场损率； E发电量—统计周期内的风电场发电量，kWh； E购网电量—统计周期内的风电场购网电量，kWh； E主变高压侧送出电量—统计周期内的主变高压侧送出电量，kWh； E场用电量—统计周期内的风电场场用电量，kWh。 19、风能利用提高率 风能利用提高率是指统计周期内风机实际功率曲线与其标准功率曲线的提高百分比，即 000100%nniiiiniiVVVVVVVVVVVVPPP（实际）（风能利用提标准））高（标率准 式中： 风能利用提高率—统计周期内的风电场风能利用提高率； 0V—风机的切入风速，/ms；
小时数的比值，即 TT可用小时可用系数日历小时 *100% 式中： 可用系数—统计周期内的风电场可用系数； T可用小时—统计周期内的风电场机组可用小时数，h； T日历小时—统计周期内的日历小时数，h。 其中，风电场可用小时是指统计周期内风电场机组的运行小时、调度停运备用小时和场外原因受累停运备用小时之和，即 TTTT可用小时运行小时场外原因受累停用备用小时调度停用备用小时 单位：小时（h） 式中： T可用小时—统计周期内的风电场可用小时，h； T运行小时—统计周期内的风电场机组处于运行状态的小时数，h； T调度停用备用小时—统计周期内的风电场机组处于调度停运备用状态的小时数，h； T场外原因受累停用备用小时—统计周期内的风电场机组处于场外原因受累停运备用状态的小时数，h。 8、发电量 单机发电量是指统计周期内单台风机出口处计量的输出电能。 风电场发电量是指统计周期内每台风机出口处计量的输出电能总和，即 1niiEE发电量 单位：千瓦时（kWh）
风电场发电量计算方法
发电量计算梳理发电量计算部分，我们所要做的工作是这样的：当拿到标书（可研报告）等资料后，我们首先要提澄清（向业主索要详细发电量计算所需的资料）；然后选择机型（确定该风电场适合用什么类型的风机）；最后进行发电量计算。
一、澄清下面列出了发电量计算需要的所有内容，提澄清的时候，缺什么就列出来。
风电场详细发电量计算所需资料汇总（1）请业主提供风电场的可研报告；（2）请业主提供风电场内的测风塔各高度处完整一年实测风速、风向、风速标准偏差数据，以及测风塔的地理位置坐标；（3）请业主提供测风塔测风数据的密码；（4）风电场是否已确定风机布置位置，若已确定风机位置，请提供相应的固定风机点位坐标；（5）请业主提供风电场的边界拐点坐标；（6）请业主提供风电场内预装轮毂高度处的50年一遇最大风速；（7）请业主提供风电场场址处的空气密度；（8）请业主提供预装轮毂高度处15m/s湍流强度特征值；（9）请业主提供风电场的海拔高度以及累年极端最低温度；（10）请业主提供风电场内测风塔处的综合风切变指数；（11）请业主提供风电场影响发电量结果的各项因素的折减系数。
/SELECTION/inputCoord.asp第二步：打开Global Mapper软件，将.dxf和.zip地形文件拖入。
设置“投影”：Gauss Krueger(3 degree zones)\Gauss Krueger(6 degree zones)；设置“基准”：XIAN 1980(CHINA)\BEIJING 1954；设置“地区”：Zone x(xxE-xxE)。
1 将.dxf拖入Global Mapper并设置好投影及基准后，将鼠标放于地图任意位置，软件右下角会显示点位坐标。
完整坐标表示应该为横坐标8位，纵坐标7位。
而横坐标的前两位经常被省去，如果你看到的是横坐标6位，纵坐标7位，那么横坐标的前两位就是被省略的。
此时要人为对地图进行整体偏移。
偏移量为“地区”Zone后的数值，见下图。
风电场发电量综合折减系数分析
风电场发电量综合折减系数分析风电软件计算的理论发电量需要根据影响因素程度做以下修正。
1）空气密度折减空气密度折减系数计算公式为：空气密度折减系数=（1－风场空气密度/标准空气密度）*额定风速前的风能频率。
如果计算发电量时采用现场空气密度功率曲线就不用折减了。
2）尾流损失折减各风机的尾流损失一般通过软件计算进行考虑，所以不再重复折减。
3）风电机利用率考虑风力发电机组故障、检修以及电网故障，将常规检修安排在小风月，根据目前风力发电机的制造水平和本风电场的实际情况，拟订风机利用率为95%左右。
4）保证功率曲线折减考虑到风电机组厂家对功率曲线的保证率一般为95%，在计算发电量时应适当考虑，根据厂家运行经验可适当调整。
5）叶片污染折减叶片表层污染使叶片表面粗糙度提高，翼形的气动特性下降，发电量下降。
叶片污染折减系数取95%左右。
6）气候影响一般风力发电机组的适应的温度范围为-20－+40℃，当风场的气温超出他的适应范围，风机将不发电，另外当气温下降到-10℃时风机的润滑系统和叶片的气动效应也将会受到影响，风电场气候影响折减系数按98%左右考虑。
7）控制和湍流折减控制湍流折减主要包括风机偏航、变桨、解缆或运行方式改变而使发电量产生减少以及由于湍流影响使风机出力产生下降两部分折减。
综合考虑附加湍流后折减系数取95%左右。
8）场用电、线损等能量消耗考虑到风电场区域面积较大，场内线路较长，且低温型风机冬季加热损耗也较大，因此，风电场场用电、线损及变压器损耗较大，折减取95%左右。
9）其它风电场工程折减虽然在模型计算中已经加入部分周边风电场机位，后期周围可能建设风电场增加，所以考虑风电场之间影响取98%。
10）软件计算误差折减由于测风塔代表性，且观测数据缺测，且风场面积较大，测风塔对风场整体风速模拟存在一定的误差，目前暂按97%考虑。
综上，各折减系数连乘后风场总折减系数70.08%。
《风电场生产运行统计指标体系》及解释
《风电场生产运行统计指标体系》（试行）风电场生产运行统计指标体系分为六类，共16项基本统计指标，分列如下：一、电量指标本类指标用以反映风电场在统计周期内的出力和购网电量情况，采用发电量、上网电量、购网电量、容量系数和利用小时数五个指标。
1、发电量1）单机发电量：是指在单台风力发电机出口处计量的输出电能，一般从风电机监控系统读取。
2）风电场发电量：是指每台风力发电机发电量的总和。
E =丈Ei,单位：万千瓦时（万KWh）i=l其中：Ei为第i台风电机的发电量，N为风电场风力发电机的总台数。
2、上网电量风电场与电网的关口表（通常为我站关口表）计量的风电场向电网输送的电能。
单位：万千瓦时（万KWh）3、购网电量电网与风电场的关口表（通常为电网关口表）计量的电网向风电场输送的电能。
单位：万千瓦时（万KWh）4、容量系数容量系数是风电机（或风电场）在统计周期内平均输出功率与额定功率之比。
F«，单位:其中:Pa为平均输出功率，Pr额定功率。
Pa = 发电量统计周期总小时数5、利用小时数1）单台风电机的利用小时数也称作等效满负荷发电小时数，是指单台风电机统计周期内的发电量折算到其满负荷运行条件下的发电小时数。
单台风电机利用小时数=单机发电量/额定功率2）风电场利用小时数是指风电场发电量折算到该场全部装机满负荷运行条件下的发电小时数。
风电场利用小时数=风电场发电量/风电场装机总容量6、限电量是指由于电网限制上网量而造成的发电损失量。
二、能耗指标反映风电场电能消耗和损耗的指标，采用损耗电量、场用电率、场损率和送出线损率四个指标。
1、损耗电量指消耗在风电场内输变电系统和风电机自用电的电量之和。
损耗电量=发电量-上网电量，单位：万千瓦时（万KWh）2、场用电率风电场用电变压器计量指示的生产和生活用电量减去基建、技改等用电量后占全场发电量的百分比。
场用电率（%）=（场用电量-基建、技改等用电量）/全场发电量X 100%3、场损率消耗在风电场内输变电系统和风电机自用电的电量占全场发电量的百分比。
风力发电站发电量的计算方法
风力发电站发电量的计算方法
1. 计算公式
风力发电站的发电量可以通过以下公式进行计算：
发电量 = 风能转换效率 x 风速 x 风速 x 风速 x 风轮面积 x 发电
机效率
其中：
- 风能转换效率是风力发电机组将风能转换为电能的效率，取
值范围通常为0.3-0.5；
- 风速是指风力发电站所处位置的平均风速，单位为米/秒；
- 风轮面积是指风力发电机组中风轮的面积，单位为平方米；
- 发电机效率是指将机械能转换为电能的效率，通常为0.9-0.95。
2. 示例计算
假设一个风力发电站的风能转换效率为0.4，所处位置的平均
风速为10米/秒，风轮面积为100平方米，发电机效率为0.92，我
们可以使用上述公式计算其发电量：
发电量 = 0.4 x 10 x 10 x 10 x 100 x 0.92 = 368,000 瓦特
因此，该风力发电站的发电量为368,000瓦特，或者说368千瓦。
3. 其他注意事项
- 在实际计算中，可以根据具体情况调整风能转换效率和发电
机效率的数值，以更准确地计算发电量。
- 风速是影响发电量的重要因素，可以通过风速测量数据或相
关气象数据来获取。
- 发电量还受到风力发电机组的负载和运行时间等因素的影响，需要综合考虑。
- 发电量的计算结果可以用于评估风力发电站的运行情况、制
定发电计划等。
以上是风力发电站发电量的计算方法的简要介绍。
计算发电量时，可以根据实际情况调整参数，并注意考虑其他因素的影响。
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发电量计算梳理
发电量计算部分，我们所要做的工作是这样的：
当拿到标书（可研报告）等资料后，我们首先要提澄清（向业主索要详细发电量计算所需的资料）；然后选择机型（确定该风电场适合用什么类型的风机）；最后进行发电量计算。
一、澄清
下面列出了发电量计算需要的所有内容，提澄清的时候，缺什么就列出来。
风电场详细发电量计算所需资料汇总
（1）请业主提供风电场的可研报告；
（2）请业主提供风电场内的测风塔各高度处完整一年实测风速、风向、风速标准偏差数据，以及测风塔的地理位置坐标；
（3）请业主提供测风塔测风数据的密码；
（4）风电场是否已确定风机布置位置，若已确定风机位置，请提供相应的固定风机点位坐标；
（5）请业主提供风电场的边界拐点坐标；
（6）请业主提供风电场内预装轮毂高度处的50年一遇最大风速；
（7）请业主提供风电场场址处的空气密度；
（8）请业主提供预装轮毂高度处15m/s湍流强度特征值；
（9）请业主提供风电场的海拔高度以及累年极端最低温度；
（10）请业主提供风电场内测风塔处的综合风切变指数；
（11）请业主提供风电场影响发电量结果的各项因素的折减系数。
/SELECTION/inputCoord.asp
第二步：打开Global Mapper软件，将.dxf和.zip地形文件拖入。
设置“投影”：Gauss Krueger(3 degree zones)\Gauss Krueger(6 degree zones)；
设置“基准”：XIAN 1980(CHINA)\BEIJING 1954；
设置“地区”：Zone x(xxE-xxE)。
1 将.dxf拖入Global Mapper并设置好投影及基准后，将鼠标放于地图任意位置，软件右下角会显示点位坐标。
完整坐标表示应该为横坐标8位，纵坐标7位。
而横坐标的前两位经常被省去，如果你看到的是横坐标6位，纵坐标7位，那么横坐标的前两位就是被省略的。
此时要人为对地图进行整体偏移。
偏移量为“地区”Zone后的数值，见下图。
2 如果业主没有说明投影采用的是Gauss Krueger3还是Gauss Krueger6，我们可以根据横坐标的前两位来判断。
比如东京117°在Gauss Krueger3投影下，横坐标开头是39xxxxxx，在Gauss Krueger6投影下是20xxxxxx。
至于坐标值，我们可以从业主提供的电子地形图查看，也可以从可研等报告文件中提供的风功率密度分布图、平均风速分布图、机位布置示意图等图中获得。
如下图。
第三步：根据风场拐点（主要是确定风机可能布置的范围），弥补地图。
首先，根据上图，我们可以知道WT软件在计算时需要用多大地图。
详见D:\Xi\其它\理论学习\WT_HELP_Chinese.chm的“技术基础”-“计算区域的尺寸”
我们最需要关注的是Rv：通常通过拟选区域西南角和东北角的点坐标确定。
数值是风场拐点的西南角和东北角坐标外延500-1000m，填入下图圈中的区域（WT软件界面）。
注：
1 外延500-1000m是为了防止显示区域边缘紧贴风机，不清晰，不美观
2 综合计算完成后，生成的风机点位图、能量密度分布图等显示的区域就是此部分圈出的区域
再说Rtop:我们弥补地图时框住的区域只要包含住Rtop即可。
其它具体操作可以参考视频：F:\培训资料\WT培训\2月2号上午-wt操作
3.2 风数据(.tim)
.rwd-.txt-.prn-.tim
三列数据：风速、风向、风速标准偏差
理论资料：D:\Xi\其它\理论学习\标准规定\风电场风能资源评估方法-GBT18710-2002
用excel打开风数据后，首先找出所需时段和所需高度的风速、风向和风速标准偏差。
然后进行筛选：
1 查看最大值和最小值。
平均风速0-40m/s，风向0-360°，标准偏差0-40，删除超过此范围的数据
2 连续数小时风速为0.5左右不变，且其它高度层风速有变化，判为错误数据，删除。
3 计算有效数据完整率，90%以下，需要插补。
优选同塔不同高度数据插补，次选异塔同高度数据插补。
插补方法：对两组风数据
（风速）进行相关性分析，R>0.8说明相关性较好，可以用得出的相关性方程弥补。
学习视频：F:\培训资料\WT培训\机型选择及风数据分析.lxe
3.3 风机点位(.xyh)
获取点位坐标复制到excel-.prn-.xyh
四列数据（只能是英文或数字）：风机编号、X坐标、Y坐标、轮毂高度
点位坐标：业主提供或openwind软件优化
3.4 风机的功率曲线（.wtg）
使用软件Wasp Turbine Editor，输入风机名称、风轮直径和轮毂高度，再分别输入标准空气密度和风场空气密度下的功率、推力系
数，如下图。
3.5 wt软件操作
用WT软件计算，首先进行“定向计算”，定向计算结束后进行“综合或多塔综合”。
定向计算耗时很长，一般要10个小时左右。
综合耗时较短，一般15分钟左右。
注1：
1 定向计算耗时很长，一般要10个小时左右。
综合耗时较短，一般15分钟左右
2 只需要地形图.map文件即可进行定向计算
3 定向计算最好加入结果点，曾经出现过一次几率很小的bug，因为没有结果点而不能综合
4 导入的所有文件的名称及内容不能有中文，采用英文和数字
注2：
1 如果定向计算结果收敛率不好（最好在95%以上，至少在90%以上），可以对用户参数进行如下更改该（单独更改一个参数，若收敛仍不好，再单独更改下一个，尽量不更改”模型“）：
（1）"迭代次数"25改成20或更小
（2）"最小垂直分辨率"4改成6或8
（3）"模型”把”散逸模型“改成”稳健模型“
（4）在不收敛的方向加减一度到二度计算。
如90度方向不收敛，且前三个方法都不管用，则尝试计算89度或91度方向
四 openwind优化布机
需要.wrb、.shp和.tbn三个文件
4.1 .wrb
此文件表示风场风能分布等情况。
WT软件任何综合结果，右键，“发送至”-“openwind(.wrb)”
注：将.wrb导入openwind后界面如下，我们后续操作需要的是圈红的“Power Density”图层。
其它图层取消勾选。
4.2 .shp
此文件表示风场拐点。
在global mapper中绘出拐点区域，选中（如下图阴影部分），点击“文件”-“输出”-“矢量格式”-选择“shapfile”。
按下图操作。
将.shp导入openwind软件中，显示如下。
4.3 .tbn
此文件表示风机的参数
在opendwind中，选择“settings”-“Turbine Types”,设置“Main”"Power""Thrust""RPM", 选择“Save”即保存为一个.tbn文件。
如下图。
注：功率和推力系数按空气密度1到1.225每隔一段出一组数据
4.4 导入
将.wrb和.shp两个文件导入openwind，左侧空白区域右键，选择“New layer”-"Turbine Layout"，新建风机图层。
将该图层拖到“Power Density”图层下。
再将.shp拖到风机图层下。
再设施父子关系，风机类型，风机间距，风场容量等。
注：如有部分风机点位固定，再优化机位，可以建两个风机图层，一个图层设置为固定机位，另一个图层为需要优化的机位，将.shp拖到优化机位图层下。