风能资源评估及发电量计算
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风资源分安析全教及育发培训电量估算
202200年151年14月月
2015 中国·新疆
风资源分析及发电量估算
1.风的形成及风电 发展趋势
2.风的测量
培训大纲
3.风机选型及布置
4.发电量估算
3.风的评估
4.发电量估算
一、风的形成及风电发展趋势
风的形成
风的分类
风电发展趋势
• A、风的形成
• 根据全国900多个气象站将陆地上离地10m高度资料 进行估算，全国平均风功率密度为100W/m2，风能资源 总储量约32.26亿kW，可开发和利用的陆地上风能储量 有2.53亿kW，近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW ，共计约10亿kW。
风向也可以用角度来表示，以正北为 基准，顺时针方向旋转，东风为90°，南 风为180°，西风为270°，北风为360°. 如右图所示。
风向16方位图
测风设备的布置 一般测风塔应至少布置3层的风速观测装置，
同时要布置风向、温度、气压、湿度等气象要素 观测已满足今后风能资源评估和设计的有关要求 。例如:对于80m高的测风塔，风速观测设置为5层 ，一般在10、30、50、70、80m（2套）高度设置 。
技术导向
1、低风速 2、复杂地形 3、低电价
开发导向
随着技术进步及 资源开发，逐渐 由陆地向海上发 展
• 测风塔 二、风的测量
数据 维护
分类
测风塔内容
数据读取
测风塔 选址
传统桁架式
A、测风塔分类
1、激光雷达 测风仪
2、声波雷达 测风仪
一般陆地测风所用桁架式结构测风塔
海上测风所用圆筒式结构测风塔
1、现阶段，以传统测风塔为主，雷达测风为辅；
2、针对南方地区冬季易结冰导致测风数据质量较差的状 况，可在测风塔附近布置一台雷达测风仪在冬季易结 冰时段同期测量数据，提高整个年度测风数据质量；
3、针对项目微观选址后，认为软件推算存在风险点的机 位点，可以采用雷达测风仪进行短期测量后与长序列 风速相关，推导一年风速与软件推算对比，可以有效 的提高风机选位的科学性，提高风机的运行安全性， 提高发电量；
• e、峡谷风
• 狭管效应，当气流由开阔地带流入峡谷时，空气密 度被压缩，风速便增大，空气会加速流过峡谷。当流 出峡谷时，空气流速又会减缓。这种峡谷地形对气流 的影响，称为“峡谷效应”。由峡谷效应而增大的风 ，通常称为峡谷风或穿堂风。
“三北地区”风资源较优
•冬季受蒙古-西伯利亚高压影响
地势相对平坦，起伏较小， 阻力小
高压区密度较大且 较重的气体流向气 体密度较小而且较 轻的低压区，直到 空气压力平衡为止 ，压力差越大，风 力就越强。
局地风
b
大气环流
a
B、风的分类
c 海陆风
峡谷风Biblioteka Baidu
e
d 山谷风
• a、大气环流
• 地球表面上大规模的空气流动，形成全球的环流系 统。这种大范围大气运动的水平尺度在数千千米以上 ，垂直尺度在10千米以上，时间尺度在1～2日以上。 我们把这种全球范围内的大尺度大气运行的基本状况 成为大气环流。
测风塔的组成包括：塔底座、横杆、斜杆、风速仪支架、避雷针、 拉线、测风软件、风杯、风向标等。
我国风向的表示一般用16个方位表示 ，即为北东北（NNE）、东北（NE）、东东 北（ENE）、东（E）、东东南（ESE）、东 南（SE）、南东南（SSE）、南（S）、南 西南（SSW）、西南（SW）、西西南（WSW ）、西（W）、西西北（WNW）、西北（NW ）、北西北（NNW）、北（Ｎ）静风即为（ Ｃ）。
• b、局地风
• 对于一个地区，尽管大气环流对盛行风的分布影响 很大，但当地的气候和地形条件对主风向的分布影响 也很明显。实际上，局地风往往是大尺度环流系统和 当地气候条件相互作用的结果。
• c、海陆风
• 由于陆地和海洋的热力差异，白天，陆地由于太阳 辐射引起的温升比海水快，气流上升，陆地近地面形 成低气压，风由海面吹向陆地；夜晚降临，由于陆地 气温降低快，会有一段时间海陆气温接近，形成无风 时段；到夜间，重新形成与白天情况相反的气压差， 风由陆地吹向海面；
激光雷达
声波雷达测风仪
便携式：短时间评估 多个地方
灵活性：能够测量40
至300m高度风速风向
贵
快速性：安装简易 不需要复杂的计划和
雷达测风优点
雷达测风缺点
贵
基础施工
测量精度：达到first
贵
Class级别的测量精度
可靠性：不受外界环境 变化而影响测量（覆冰）
综合对比传统测风塔和雷达测风仪优缺点，总结如下：
• d、山谷风
• 白天，山坡接受太阳光热较多，成为一只小小的“ 加热炉”，空气增温较多；而山谷上空，同高度上的 空气因离地较远，增温较少。于是山坡上的暖空气不 断上升，在水平气压梯度力的作用下，上空空气由山 坡水平流向山谷，然后下沉至低层，又由谷地向山坡 流动再沿山坡上升，遂形成低层由谷地吹向山坡的谷 风和谷风环流。而夜间恰好相反，形成山风。
• 我国风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附 近岛屿以及“三北”（东北、华北、西北）地区。另 外，内陆也有个别风能丰富点，海上风能资源也非常 丰富。
风分为哪 几类？
风的应用？
风是怎样 形成的？
风的评估？
风的测量？
风的形成
风的形成是由于太 阳的辐射造成地球 表面受热不均，引 起大气层中压力分 布不均，空气沿水 平方向运动便形成 风。
我国西北、华北、东北处于纬度 较高的西风带控制区
C、风电趋势
政策导向
“十三五”期间整个风 电乃至新能源产业的发 展，不再以规模为导向 ，不再只注重新建规模 ，更要重视利用，对于 风电利用情况较好、不 存在弃风限电问题的省 份，将把规划目标作为 最低目标，鼓励各省制 定更高的发展目标。对 于弃风限电比较严重的 省份，主要以解决风电 消纳问题。
B、测风塔选址
测风塔的数量
测风塔的位置
根据地形、区域范围选择 测风塔的数量
测风塔的位置能够代表风 电场整体水平
规程规范标准
GB/T 18709-2002《风电场 风能资源测量方法》
风资源测量的主要资源数据包括：风速、风向、温度和大气压力。 所采用的测量仪器包括：风速计、风向标、大气温度计和大气压力计等 。
测风塔的风向观测布置，一般布置两层，分 别位于测风塔底层高度和顶层高度。对于特殊情 况的风电场（如植被较高等）可适当调整或增加 风向观测装置。
风资源分安析全教及育发培训电量估算
202200年151年14月月
2015 中国·新疆
风资源分析及发电量估算
1.风的形成及风电 发展趋势
2.风的测量
培训大纲
3.风机选型及布置
4.发电量估算
3.风的评估
4.发电量估算
一、风的形成及风电发展趋势
风的形成
风的分类
风电发展趋势
• A、风的形成
• 根据全国900多个气象站将陆地上离地10m高度资料 进行估算，全国平均风功率密度为100W/m2，风能资源 总储量约32.26亿kW，可开发和利用的陆地上风能储量 有2.53亿kW，近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW ，共计约10亿kW。
风向也可以用角度来表示，以正北为 基准，顺时针方向旋转，东风为90°，南 风为180°，西风为270°，北风为360°. 如右图所示。
风向16方位图
测风设备的布置 一般测风塔应至少布置3层的风速观测装置，
同时要布置风向、温度、气压、湿度等气象要素 观测已满足今后风能资源评估和设计的有关要求 。例如:对于80m高的测风塔，风速观测设置为5层 ，一般在10、30、50、70、80m（2套）高度设置 。
技术导向
1、低风速 2、复杂地形 3、低电价
开发导向
随着技术进步及 资源开发，逐渐 由陆地向海上发 展
• 测风塔 二、风的测量
数据 维护
分类
测风塔内容
数据读取
测风塔 选址
传统桁架式
A、测风塔分类
1、激光雷达 测风仪
2、声波雷达 测风仪
一般陆地测风所用桁架式结构测风塔
海上测风所用圆筒式结构测风塔
1、现阶段，以传统测风塔为主，雷达测风为辅；
2、针对南方地区冬季易结冰导致测风数据质量较差的状 况，可在测风塔附近布置一台雷达测风仪在冬季易结 冰时段同期测量数据，提高整个年度测风数据质量；
3、针对项目微观选址后，认为软件推算存在风险点的机 位点，可以采用雷达测风仪进行短期测量后与长序列 风速相关，推导一年风速与软件推算对比，可以有效 的提高风机选位的科学性，提高风机的运行安全性， 提高发电量；
• e、峡谷风
• 狭管效应，当气流由开阔地带流入峡谷时，空气密 度被压缩，风速便增大，空气会加速流过峡谷。当流 出峡谷时，空气流速又会减缓。这种峡谷地形对气流 的影响，称为“峡谷效应”。由峡谷效应而增大的风 ，通常称为峡谷风或穿堂风。
“三北地区”风资源较优
•冬季受蒙古-西伯利亚高压影响
地势相对平坦，起伏较小， 阻力小
高压区密度较大且 较重的气体流向气 体密度较小而且较 轻的低压区，直到 空气压力平衡为止 ，压力差越大，风 力就越强。
局地风
b
大气环流
a
B、风的分类
c 海陆风
峡谷风Biblioteka Baidu
e
d 山谷风
• a、大气环流
• 地球表面上大规模的空气流动，形成全球的环流系 统。这种大范围大气运动的水平尺度在数千千米以上 ，垂直尺度在10千米以上，时间尺度在1～2日以上。 我们把这种全球范围内的大尺度大气运行的基本状况 成为大气环流。
测风塔的组成包括：塔底座、横杆、斜杆、风速仪支架、避雷针、 拉线、测风软件、风杯、风向标等。
我国风向的表示一般用16个方位表示 ，即为北东北（NNE）、东北（NE）、东东 北（ENE）、东（E）、东东南（ESE）、东 南（SE）、南东南（SSE）、南（S）、南 西南（SSW）、西南（SW）、西西南（WSW ）、西（W）、西西北（WNW）、西北（NW ）、北西北（NNW）、北（Ｎ）静风即为（ Ｃ）。
• b、局地风
• 对于一个地区，尽管大气环流对盛行风的分布影响 很大，但当地的气候和地形条件对主风向的分布影响 也很明显。实际上，局地风往往是大尺度环流系统和 当地气候条件相互作用的结果。
• c、海陆风
• 由于陆地和海洋的热力差异，白天，陆地由于太阳 辐射引起的温升比海水快，气流上升，陆地近地面形 成低气压，风由海面吹向陆地；夜晚降临，由于陆地 气温降低快，会有一段时间海陆气温接近，形成无风 时段；到夜间，重新形成与白天情况相反的气压差， 风由陆地吹向海面；
激光雷达
声波雷达测风仪
便携式：短时间评估 多个地方
灵活性：能够测量40
至300m高度风速风向
贵
快速性：安装简易 不需要复杂的计划和
雷达测风优点
雷达测风缺点
贵
基础施工
测量精度：达到first
贵
Class级别的测量精度
可靠性：不受外界环境 变化而影响测量（覆冰）
综合对比传统测风塔和雷达测风仪优缺点，总结如下：
• d、山谷风
• 白天，山坡接受太阳光热较多，成为一只小小的“ 加热炉”，空气增温较多；而山谷上空，同高度上的 空气因离地较远，增温较少。于是山坡上的暖空气不 断上升，在水平气压梯度力的作用下，上空空气由山 坡水平流向山谷，然后下沉至低层，又由谷地向山坡 流动再沿山坡上升，遂形成低层由谷地吹向山坡的谷 风和谷风环流。而夜间恰好相反，形成山风。
• 我国风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附 近岛屿以及“三北”（东北、华北、西北）地区。另 外，内陆也有个别风能丰富点，海上风能资源也非常 丰富。
风分为哪 几类？
风的应用？
风是怎样 形成的？
风的评估？
风的测量？
风的形成
风的形成是由于太 阳的辐射造成地球 表面受热不均，引 起大气层中压力分 布不均，空气沿水 平方向运动便形成 风。
我国西北、华北、东北处于纬度 较高的西风带控制区
C、风电趋势
政策导向
“十三五”期间整个风 电乃至新能源产业的发 展，不再以规模为导向 ，不再只注重新建规模 ，更要重视利用，对于 风电利用情况较好、不 存在弃风限电问题的省 份，将把规划目标作为 最低目标，鼓励各省制 定更高的发展目标。对 于弃风限电比较严重的 省份，主要以解决风电 消纳问题。
B、测风塔选址
测风塔的数量
测风塔的位置
根据地形、区域范围选择 测风塔的数量
测风塔的位置能够代表风 电场整体水平
规程规范标准
GB/T 18709-2002《风电场 风能资源测量方法》
风资源测量的主要资源数据包括：风速、风向、温度和大气压力。 所采用的测量仪器包括：风速计、风向标、大气温度计和大气压力计等 。
测风塔的风向观测布置，一般布置两层，分 别位于测风塔底层高度和顶层高度。对于特殊情 况的风电场（如植被较高等）可适当调整或增加 风向观测装置。