测风经验介绍

风能资源测量与评估

一、风资源测量和评价的通用方法

风能资源评估方法可分为统计分析法和数值模拟方法两类，其中统计分析法又可分为基于气象站历史观测资料的统计方法和基于测风塔观测资料统计分析法两种。我国目前主要采用基于气象站历史观测资料的统计分析法和数值模拟方法对风能资源进行评估。

在一个给定的地区内调查风能资源时可以划分为三种基本的风能资源评估的规模或阶段：区域的初步识别、区域风能资源估计和微观选址。

（1）区域的初步识别这个过程是从一个相对大的区域中筛选合适的风能资源区域，筛选是基于气象站测风资料、地貌、被风吹得倾向一侧的树木和其他标志物等。在这个阶段，可以选择新的测风位置。

（2）区域风能资源估计这个阶段要采用测风计划以表征一个指定区域或一组区域的风能资源，这些区域已经考虑发展风电。在这个规模上测风最基本的目标是：

1、确定和验证该区域内是否存在充足的风能资源，以支持进一步的具体场址调查；

2、比较的区域以辨别相对发展潜力；

3、区域调查对既定区域风场的送出和土地属性等等客观因素进行调研，究其对建设风场的可行性；

4、获得代表性资料来估计选择的风电机组的性能及经济性；

5、筛选潜在的风电机组安装场址。

微观选址风能资源评估的第三步是微观选址，用来为一台或更多风力发电组定位，以使风电场全部电力输出最大，风力发电机组排布最佳。

二、风资源测评程序

（1）风资源测平程序风能资源评估的目标是确定该区域是否有丰富(或者较好)的风能资源，通过数据估算选择合适的风电机组，提高经济性，并为微观选址提供依据。

（2）测风步骤现场测风的目地是获取准确的风电场选址区的风况数据，要求数据具有代表性、精确性和完整性。因此，应制定

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严格的测风计划和步骤。

①制定测风原则为了能够确定在各种时间和空间的条件下风能变化的特性，需要测量风速、风向和湍流特性，测风时间应连续至少一年以上，连续漏测时间不应大于全年的1%，有效数据不能少于全部测风时间的90%。

②测风设备的选定选用精度高、性能好、功耗低的自动测风设备，并具有抗自然灾害和人为破坏、保护数据安全准确的功能。

③确定测风方案测风方案依测风的目地分为短期临时测风和长期测风方案。对复杂的地形，需增设测风塔及测风设备，视现场的具体情况而定。

④测风位置选定测风应选在空旷的开阔地进行，尽量远离高大的树木和建筑物，充分考虑地形和障碍物的影响。

⑤测风数据文件的记录记录内容包括数据文件的名称、采集开始和结束的时间、测风塔的编号、海拔及经纬度。

⑥测风数据的提取、存储和保存数据存储至少备份2份保存归档，分别存放在安全的地方。

三、中国风能资源测量与评价标准

我国现有的关于风资源测量与评价的相关标准如下。

《GB/T18709——2002风电场风能资源测量方法》为适应中国风电场的开发建设的需要，规范风能资源的测量方法而制定的。标准是在总结我国风电场开发建设中风能资源测量方法的基础上，参考国外有关标准编制而成。

标准中规定了风电场进行风能测量的方法，包括测量位置、测量参数、测量仪器及其安装、测量和数据采集，标准适用于拟开发和建设的风电场风能资源的测量。

四、测风塔选址

选址的目地是确定风能资源有潜力的区域而且还具备开发风能的其他条件。选址工作分为三个步骤：

1、确定风能开发的潜力地区；

2、对候选场址的调查和排序；

3、在候选场内选择实际立塔的位置。

注意：

1、已有风能资源数据在选址的前期是有利用价值的，它是实际风况的记录，在寻找具体的多风地区前必须对它做出评估。但是大多数据历史记录的目地不是为了风能评估，因而这些资料通常反映的是相对平坦或低海拔区域居民点附近的一般状况。对分析人员来讲，这些资料的主要作用是提供了所分析地区风能资源的总体描述。

2、风资料一般来源包括当地气象服务站、机场、环保、电力系统等机构，在收集风资料时应该多联系几家机构，以获得能覆盖所要地区全部资料或能提供风能资源特性的全部统计。

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（一）区域风能资源资料

区域风能资源资料评估可以从《中国风能资源图谱》得到。或从国外某些风能服务的专业机构得到。

风能资源的评估按风功率密度划分为1~7级，每个级别代表了离地面一定高度的风功率密度或相应的平均风速的范围。

一般地说，4级以上的等级对安装风力发电机组都适合。3级地区适合安装轮毂高度较高的风力发电机组。2级地区是边界地区，1级的地区不适合开发风能。

（二）具体场址的测风数据

如果要严格检查所选场址的测风数据，应该确定测风数据的以下几个因素：①场址位置；②周围地形；3风速计的高度和方位；4、观测类型（瞬时或平均）；5记录时间段

周围地形相对平坦的数据比较有代表性。大多数机场的观测设备都临近跑道，周围地形开阔，没有障碍。观测设备在建筑物顶部位置可能不可靠，因为风受到建筑物的影响，使用时要注意。

平均风速随高度变化的规律称为风剪切或是风速廓线，风速廓线还可采用对数律分布。

V2=V1[Z2/Z1]a

式中V2----测风高度Z2处的未知风速；

V1----测量高度Z1处的已知风速；

a-----风切变指数。

在平坦开阔的地形中推算风速廓线时，风切变指数的初值常取0.143，即1/7幂律。但是，在植物较多的表面且风速接近中等时(即低于7米/秒)，指数通常比较大。

测风数据应至少保证一个完整年，并且在此期间内至少90%的数据资料。

关于测风塔选址

一、地形标志物

分析地形图是选址工作顺利进行的有效方法，是确定合适的地形特征的最好的资料。对地形图分析应尽量辨认可能比周围地区有更高平均风速的特征。这种方法在相关的历史风速资料较少或者完全没有的地区尤其重要。风速较大的特征包括：

1、山脊的走向垂直于盛行风向；

2、在给定地区内最高位置；

3、当地的风通过漏斗形通道的位置。

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