风力发电场课程设计报告

课程设计（综合实验）报告( 2014 -- 2015 年度第1学期)

名称：风力发电场

院系：可再生能源学院

班级：风能1101班

学号：

学生姓名：

指导教师：韩爽刘永前

设计周数：2周

成绩：

提交日期：2014 年1月23 日

目录

一、课程设计目的 (1)

二、课程设计任务 (1)

三、课程设计要求 (1)

四、课程设计内容 (1)

(一)测风数据处理 (1)

(二)导入文件准备 (2)

(三)WAsP软件计算 (3)

1.New Projection建立以及场址地图导入 (3)

2.风图谱的计算 (3)

3.测风塔的选定 (4)

4.宏观选址与风资源预测 (6)

5.Wind farm的建立与微观选址 (6)

6.风电场年发电量预测 (7)

(四)WindFarmer优化计算 (9)

1.建立文件向导 (9)

2.载入地图文件 (10)

3.载入风资源数据 (10)

4.在栅格区域确定计算边界 (11)

5.安插风机 (12)

6.载入风力发电机机型文件 (13)

7.优化计算 (13)

8.生成报告 (14)

(五)计算结果分析对比 (20)

1.年发电量 (20)

2.布机图 (21)

3.分析 (22)

五、课程设计个人总结 (22)

一、课程设计目的

通过使用WAsP、WindFarmer等软件，掌握风电场风能资源评估、微观选址原理及方法。

二、课程设计任务

根据风场测风数据及地形图，分别使用WAsP和WindFarmer软件，进行风资源评估和微观选址。具体包括：

1.对给定的风场测风数据进行处理；

2.使用经过处理后的测风数据，进行风资源评估，得到风图谱；

3.依据微观选址的基本原则，进行优化布机；

4.对两套不同软件的计算结果进行对比分析；

5.撰写设计报告。

三、课程设计要求

1.掌握风资源评估和微观选址的基本原理和方法；

2.掌握上述软件的使用方法；

3.独立撰写设计报告。

四、课程设计内容

(一)测风数据处理

分别选取各组数据，查看平均风速，70米高度处平均风速分别为7.574m/s 和 6.535m/s，在其他各高度处读出的平均风速分别为7.475m/s、7.219m/s、

6.897m/s、6.223m/s。由此判断70米高度处数据有一组异常。选取该组数据，应

用表格数据栏里的筛选功能，只选取0.3m/s、0.4m/s两个值，发现其他组数据有相应变化的风速，而该组数据始终为0.3m/s、0.4m/s。

删除异常数据，利用Windographer软件打开剔除后的测风数据，在相关性一栏查看两组70米高度处的数据相关性，得到相关性公式，在表格中利用该公式计算出需要修正的数据。至此，异常数据处理完成。

图4.1.1 测风数据

图4.1.2 测风数据

图4.1.3 测风数据

图4.1.4 测风数据

(二)导入文件准备

利用WAsP的OWC Wizard工具将处理后风资源数据的.txt文件转换成.tab 文件（在此报告中经纬度选择为官厅水库的经纬度）。

利用WAsP的WAsP Map Editor工具将用CAD处理过后的宏观选址地形等高线地图转换成.map文件。

利用WAsP的WAsP Turbine Editor工具将提供的机组参数生成.wtg文件。（风电场总发电量50MW，选择额定功率为1.5MW的机组，总共约33台机组）。

(三)W AsP软件计算

1.New Projection建立以及场址地图导入

在WAsP中打开一个新工作空间，在这个工作空间中插入一个新工程。在工程中插入一个新的场址地图（在new project中，通过Insert from file插入.map 文件）。

图4.3.1.1 风电场地图

2.风图谱的计算

在New Projection中插入一个气象站，将整理后的.tab格式完整测风数据导入气象站，并加入障碍物与粗糙度描述：

图4.3.2.1 测风数据导入

图4.3.2.2 障碍物设定

图4.3.2.3 粗糙度设定

3.测风塔的选定

根据测风塔的选择要求，确定测风塔在风电场中的位置，最后计算生成风图谱。

测风塔的选择要求：

（1）尽量远离障碍物，否则在盛行风向的下风向与障碍物的水平距离不应少于障碍物高度的10倍；

（2）应选择在主风向的上风向位置；

（3）选择的位置要具有代表性，能够代表场址的主要范围；

（4）考虑测风塔附近陡峭地形对低层测量的影响；

（5）考虑土地利用、建筑许可、入场道路等因素；

（6）此风电场建立于山地地形，所以选择一个小山头作为测风塔位置。

➢测风塔信息

位置115°28.8438’E；40°20.0710’N

海拔800m

高度70m

测风时段2009-5-13 09:00～2010-5-21 23:00

传感器

风速计风向标气压计\温度计70m/70m/60m/50m/30m/10m70m/10m8m

图4.3.3.1 测风塔地址

图4.3.3.2 WAsP风资源计算结果