风资源评估工程应用—粗糙度篇

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新疆风区下垫面动力学粗糙度估测值与模式定义值的对比

新疆风区下垫面动力学粗糙度估测值与模式定义值的对比辛渝;周颖真;宋丽莉;姜海梅【摘要】按风向风速标准差法估算了新疆风能资源详查区17座测风塔一定范围内的动力学粗糙度,并与期间利用的3km和1km分辨率的数值模式中的动力学粗糙度理论定义值进行了对比.结果表明:除了采用的landuse基数据在一些区域的错误判识而导致本研究的估测值与中、小尺度模式中的动力学粗糙度理论定义值有较大差别外,大多数比较接近,今后有必要对这些区域的landuse的分类进行客观订正;夏季强风区的动力学粗糙度估测值普遍小于中尺度模式的理论定义值;对于主、次风向上动力学粗糙度值极不均匀区域,风向与风速标准差估算法需结合使用;本研究估算的动力学粗糙度是在中性层结条件下进行的,对于中性层结条件较少发生的区域,该动力学粗糙度估算值的普适性将受到限制.【期刊名称】《大气科学学报》【年(卷),期】2015(038)006【总页数】8页(P811-818)【关键词】新疆风区;下垫面;估算的动力学粗糙度;MM5/WRF/CALMET动力学粗糙度值【作者】辛渝;周颖真;宋丽莉;姜海梅【作者单位】中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆乌鲁木齐830002;南京信息工程大学大气物理学院,江苏南京210044;中国气象局公共气象服务中心,北京100081;南京信息工程大学大气物理学院,江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】P4060 引言动力学粗糙度(以下简称z0)是地表风速为零的几何高度，是用来度量地面对气流粗糙程度的物理量，也是反应下垫面和近地表流场相互作用的物理量。

z0的计算方法有多种，如采用牛顿迭代法计算零平面位移得出(Herold M.et al.，2008)、根据陈家宜等(1993)发展的无因次化风速法得到、利用质量守恒定律计算(刘和平等，1997)、依据相似理论将几个高度的风温廓线拟合迭代(Takagi et al.，2003)、根据中性条件下不同区域风速的约束采用梯度法计算(邱玉珺等，2010)等。

风资源评估-工程应用-windfarmer操作步骤及注意事项(1)

Windfarmer软件操作步骤及注意事项目录一、目的： (1)二、准备资料 (1)三、计算步骤 (2)1 wasp——导入文件: (2)2 wasp-------输出文件： (2)3 导入windfarmer： (2)4 设置： (2)Windfarmer 应用步骤 (2)001 前提：选型完成之后—— (2)02 wasp部分 (3)003 windfarmer部分 (5)01 以现场测量数据为依据 (8)004 RIX（陡峭度指标问题） (11)006 损耗 (13)007 不确定性 (13)一、目的：windfarmer用于简单地形——基于wasp模型——同时也用于复核计算（湍流）二、准备资料1 原始风速数据——windgrogher——输出。

Tab文件2 边界坐标——txt-wob——或者自己在windfarmer里面地图上画3 风机点位坐标——或者自己排布优化4 功率曲线——.wtg 文件——wasp中建立一个风机后直接save为。

Wtg格式文件5 地图——.map+roughness6三、计算步骤1 wasp——导入文件:windgrogher导出tab文件wasp turbine editor导出风机功率曲线wtg文件cad—globalmaper—wasp editor—导出contours+roughness的map文件风机点位文件计算resource grid文件前要设置边界（control+shift—画，control—移动）若测风塔在风场边界之外则计算三个资源栅格（mast高度、mast轮毂高度、轮毂高度）2 wasp-------输出文件：Hub 高度的wrg文件Mast 高度的wrg文件3 导入windfarmer：Map+roughness地图文件画边界点或者拖入wob文件画出禁止区域等设置导入风场和测风塔点位的wrg文件布机或者导入风机点位坐标风机属性设置——功率曲线设置——导入wtg文件优化——迭代300-500次左右4 设置：控制面板设置Windfarmer 应用步骤001 前提：选型完成之后——01 windogragher部分风速数据处理整理成txt格式，包括风速风向标准偏差，●风速注意：风速和风向同时删除或者拟合——为了生成tab文件注意：在生成拟合轮毂高度处tab文件前得先观察风剪切的大小，看有几个高度，测风塔最高度离轮毂高度的距离。

风资源评估工程应用—粗糙度篇

风资源评估-工程应用—粗糙度篇（1）目录一、必看内容： (1)二、实际工程经验 (4)问题一： (4)问题二： (4)问题三： (5)一、必看内容：为了计算地形和地貌对风的影响，需要对其特征进行系统的描述。

地形和地貌对风的影响主要来自于三个方面：地形、障碍物和粗糙度。

空气在流动的过程中不仅受到气压梯度力和地转偏向力的作用，而且在离地面1.5公里的近地面大气层里，它还受到地面障碍物的影响，气象学上将1.5公里以下的气层称为摩擦层。

在摩擦层里，空气经过粗糙不平的地表面，受到摩擦力的作用，空气流动的速度，也就是风速会越来越小。

由于地表粗糙程度不一，作用于空气的摩擦力的大小也就不同，风速减小的程度也就不同，地面粗糙度越大，作用于空气的摩擦力也就越大，相应的风速减小的也就越多。

1)地表粗糙度有地表粗糙元的尺寸和分布决定，对于陆地表面，粗糙元主要有植被、建筑区和土壤表面。

2)一旦确定了特定表面的粗糙长度，它将不随风速、大气稳定度和应力而改变。

3)粗糙长度Z=0.5*h*S/Ah:粗糙元的高度S：粗糙元迎风面的截面积A：平均每个粗糙元所占的面积；粗糙度有很多计算方法，具体见【几种典型地表粗糙度计算方法的比较研究】4)实际工程中主要根据经验值进行粗糙度划分和设置：在风力发电领域对地面粗糙度进行了分类，总共分为A、B、C、D四类，各类对应的地表状况如下：A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城市郊区；C类指有密集建筑群的中等城市市区；D类指有密集建筑群但房屋较高的大城市市区。

5)图1 A类图2 B类图3 C类图4 D类6)为了能对地面粗糙度进行量化分析，通常使用粗糙度长度（表征完全湍流中表面粗糙程度所用的特征长度参数，单位为：m）Z0对地面粗糙度进行度量，其值分布于0-2m之间。

表1中列出了地面粗糙度等级值对应的粗糙度长度值，以及能源指数和地表特征。

7)表1：地面粗糙度等级及粗糙度长度（来源于德国风能协会）8)在确定某地区的地面粗糙度类别时，若无实测资料，风力发电领域上可按下述原则近似。

风资源评估-工程应用—粗糙度篇(2)

实际工程经验
目录
实际工程经验 (1)
问题一：为何需要至少俩个高度上测量风速？ (1)
问题二：大型风电场如何设置粗糙度？ (2)
问题一：为何需要至少俩个高度上测量风速？
解决办法：
✓目的是尽量降低垂直外推的不确定性。

在风资源工程软件中，如wasp和windpro中，都会根据粗糙度推算的风廓线来估算风切变。

我们需要比对测风塔实测的风切变与根据粗糙度推算的结果是否相符，如果不相符，就需要重新调整粗糙度的设置，使俩者尽可能的接近。

✓风切变并非是恒定的，而是随着平均风速、风向和大气稳定度变化的，由于多数风机启动风速为3m/s,因此在推算风切变是应该剔除低于启动风速的风速数据。

问题二：大型风电场如何设置粗糙度？
解决办法：
粗糙度的设置主要是应用于模型计算的过程中，目标是通过设置准确的粗糙度来降低标准尾流模型造成的误差，目前实际在windfarer中在设置粗糙度时，在原来的粗糙度值上增加0.03m较为合理。

大气风力能源开发中的地表粗糙度影响研究

大气风力能源开发中的地表粗糙度影响研究引言：大气风力能源被广泛认为是未来可持续发展的重要能源来源之一。

然而，要实现大规模的风力能源开发，需要充分了解和研究各种影响风能捕捉效率的因素。

本文将重点讨论地表粗糙度对大气风力能源开发的影响，并通过详细分析和实例说明其重要性。

一、地表粗糙度对风能资源分布的影响地表粗糙度是指地表上存在的各种起伏和物体阻力对风流动的干扰程度。

不同地域的地表粗糙度差异导致了风能资源的分布不均匀。

对于高地表粗糙度区域（如森林、山脉等），由于存在多种阻力因素，风流动速度较低，风能资源较少。

相反，低地表粗糙度区域（如沙漠、湖泊等）由于存在较少的障碍物，风速较高，具备更丰富的风能资源。

因此，了解地表粗糙度对风能资源分布的影响对选择风力发电站点具有重要意义。

二、地表粗糙度对风机性能的影响地表粗糙度不仅影响风能资源的分布，还对风机的性能产生直接影响。

对于大型风力发电机组来说，高地表粗糙度会导致更强的摩擦力和湍流，从而增加了风机的负荷和损耗。

此外，长期处于高地表粗糙度环境下的风机可能会因颗粒物的侵蚀而导致叶片表面磨损和寿命减短。

因此，在风力发电项目的规划和建设中，应对地表粗糙度进行全面的评估和考虑，以优化风机性能。

三、地表粗糙度对风力发电机组布局的影响合理的风力发电机组布局对于提高发电效率至关重要。

地表粗糙度的影响也体现在风力发电机组布局选择上。

在高地表粗糙度区域，由于风速较低，风机间的距离应该更大，以避免机组之间的互相干扰。

而在低地表粗糙度区域，风速较高，可以相对较近地布置机组，以充分利用空间资源。

因此，根据地表粗糙度条件的不同，确定合适的机组布局方案，可以提高整个风电场的发电效率。

四、地表粗糙度对风能捕捉效率的影响地表粗糙度对风能捕捉效率的影响是风力能源开发中最直接的表现。

高地表粗糙度区域的风能捕捉效率相对较低，而低地表粗糙度区域的风能捕捉效率相对较高。

这是由于高地表粗糙度区域的湍流效应导致了风能的散失和损耗，而低地表粗糙度区域则能更好地保持风能的稳定性和连续性。

风资源评估中粗糙度长度计算方法的讨论

-5

塔号 01003 13008 14004 21005 25002 31004
z0 u

z0
0.059900 0.894223 0.068805 0.127336 0.075516 0.014287
z0 （未使用
印痕方法） 0.024766 0.191926 0.048785 0.089571 0.017936 0.005818
F (x)=-
x
0
U (z-d) U (z-d) U (z-d) exp[]dx= exp[] 2 u*kx u*kx u*kx
（2）
其中，z 是测量高度，d 是零平面位移（本文不予考虑，视为 0），k 是卡曼常数，取为 0.4， u* 为摩擦速度，x 是仪器上风方向的距离，U 为地表到观测高度之间的平均风速，由下式计算：
图 1 粗糙度长度随 F 的变化图 2 给出粗糙度长度与风速的关系。可见，不同下垫面下，粗糙度长度随风速的变化规律并不相同。01003 号塔、13008 号塔和 25002 号塔的粗糙度长度随风速的变化并不明显，其粗糙度长度基本在 0.01m 到 0.1m 之间，这属于风工程上的 B 类地貌。21005 号塔在风速小于 10m/s 时粗糙度长度随风速的增大而减小，风速大于 10m/s 时，粗糙度长度有随风速增大的趋势。14004 号塔和 31004 号塔的粗糙度长度随风速的增加而明显减小，不同风速计算出的粗糙度长度能相差数个量级。表 2 给出强风（风速≥17.2m/s）时计算出的粗糙度长度，可见，强风时计算出的粗糙度长度明显偏小，这在强风样本较多的 31004 号塔表现得尤为明显。
S ( yi yi )2 /U
i 1
n

风工程中地貌分类与地面粗糙度指数的研究与应用

求得迎风半圆面积内的耗散能量与不受地貌影响的理想最
大梯度风高度能量之比的耗能比为 :
∑ η =
n i =1
A A
ηi a
(αi )
×ηb ( ri ,θi)
(5)
ηa (αi)
=
H Tαi H Tmax
1-
1 2αi + 1
(6)
ηb ( ri ,θi) = η2 ( ri)η3 (θi )
式中 , A 为迎风面影响的总面积 ; A i 为迎风面影响的第 i 块面积 ; HTmax为梯度风高度的理想最大值 ,现取 α= 0140 的梯度风高度为 500 m ; HTαi为第 i 块实际梯度风高度 ,按我国规范取值和线性插值选用 ;αi 为第 i 块面积的基本地面粗糙度指数 ,它为建造处确定地貌或地面粗糙度指数作出贡献的基
Z HA N G Xian g2ti ng
( Depart ment of Engi neeri ng Mechanics and Technology , Tongji U niversity , S hanghai 200092 , Chi na)
[ Abstract] Wind load is a main design load for building structures. Due to rapid development of construction in China , some clauses of Building Loading Code GBJ 9287 are not suitable for engineering application. In t his Paper , analysis for wind exposure cate2 gories and relative ground roughness exponents has been given on t he basis of t he principle of wind energy dissipation presented by t he aut hor. This study may be an important reference for revision of Building Loading Code GBJ 9287.

风资源评估-工程应用—粗糙度篇(1)

地形和地貌对风的影响主要来自于三个方面：地形、障碍物和粗糙度。

在摩擦层里，空气经过粗糙不平的地表面，受到摩擦力的作用，空气流动的速度，也就是风速会越来越小。

1)地表粗糙度有地表粗糙元的尺寸和分布决定，对于陆地表面，粗糙元主要有植被、建筑区和土壤表面。

2)一旦确定了特定表面的粗糙长度，它将不随风速、大气稳定度和应力而改变。

表1中列出了地面粗糙度等级值对应的粗糙度长度值，以及能源指数和地表特征。

7)表1：地面粗糙度等级及粗糙度长度（来源于德国风能协会）8)在确定某地区的地面粗糙度类别时，若无实测资料，风力发电领域上可按下述原则近似。

粗糙度及风力等级

风力等级表
注：13-17级风力是当风速可以用仪器测定时使用。

在风能评估中，使用最广泛的是指数律公式，公式中a称作粗糙度指数，主要与地面粗糙度有关（同时还与大气层结状况等有关）在没有作专门的风的梯度观测情况下，我国（气象）一些标准中将地面粗糙度分成四类：
A类近海地面、海岛、海岸、大湖湖岸及沙漠地区
B类田野、乡村及房屋比较稀疏的乡镇城郊
C类有密集建筑群的城市市区
D类有密集建筑群且房屋较高的城市市区
其a分别取0.12，0.16，0.22和0.3.
粗糙度0级(Z=0.0002)：光滑的水面和冰面。

如海面、湖面等
粗糙度1级(Z=0.03) ：非常开阔平坦的区域，阻风物很少。

如戈壁、草原等。

粗糙度2级(Z=0.10) ：有少量的树木及分散的建筑。

如有少量树木的农场等。

粗糙度3级(Z=0.40) ：有大量的树木及建筑。

如林地、城区等。

障碍物的描述
通过极坐标的方式来描述障碍物。

02风荷载模拟试验的粗糙度估计

风荷载模拟试验的粗糙度估计Henry W. Tieleman*Department of Engineering Science and Mechanics,Virginia Polytechnic Institute and State University,Blacksburg, VA 24061-0219, USAReceived 10 February 2003;received in revised form 13 June 2003;accepted 16 June 2003摘要风工程师进行对低层建筑风荷载评估的风洞模拟实验必须应对如何重现有关的流动参数来表征大气表层的问题。

由于很少有可以实地观测，因此对于大多数情况，模拟并不是基于在建筑物现场直接观测到的流量。

相反，风工程师必须评估在建筑工地视觉的地形粗糙度，并从现有的地形分类挑选一类与之匹配。

后者则提供了以粗糙度长度的形式来度量粗糙度的措施，粗糙度长度可用来提供在实验室中使用基本原则重现流所需的湍流参数的估计。

建议的用来获取这些参数的方法可以很容易地依靠规定的粗糙度长度来适应用户友好电子评价。

1引言强风条件下，角落、屋脊和屋顶边缘附近流分离的区域产生的大型吸压力(大负压)造成破坏的主要因素。

相关区域表面进行地形模拟的棱镜的最小负压的风洞测量结果表明压力系数和压力本身两者的大小实际上都随湍流强度增大[1]。

因此，进行低层结构物风荷载评估的风洞模拟试验需要细致地重现大气湍流。

表面粗糙度在开阔地形上明显变化，因此湍流强度也明显变化，对ASCE - 7 中分类C，根本不足以分配一个单一的压力系数。

一般不能得到现场大气流观测数据，风工程师不得不诉诸替代方法，以评估给定的位置湍流参数的。

在这篇文章中的方法将讨论用于对模拟较均匀和不均匀的各种地形的风洞流模拟的大气湍流参数，如何从基本的流体关系进行评估。

2理想地形对于平坦、光滑和均匀（FSU）的地形上相当长的风程内的大气流，湍流能量的产生归功于雷诺（湍流）应力对流体的变形作用。

风资源评估中粗糙度长度计算方法的讨论

z0 （强风）
0.025200 0.000002 0.001800 0.021400 0.002700 0.000485
0.000081 0.709000 0.010175 0.025608 0.000588 0.001950
表 2 同时给出未用印痕方法计算出的粗糙度长度，可见，与使用了印痕方法计算出的粗糙度长度相比，未使用印痕方法的结果明显偏小，有时甚至能偏小一个量级。图 1 是粗糙度长度随 F 的变化，F 的计算方法见式（2）。可见，随着 F 的增大，粗糙度长度增大。从图 1 来看，在 F 很小时，粗糙度长度能达到 10-20 量级，这显然是不合理的，必须把这种样本剔除。F 极小时，数据不能代表风工程所要求的主导风向 2km 以内的范围，实际上，大风情况时，风速带来了更远的下垫面的信息，此时的样本计算出的粗糙度长度不能真实地反应局地下垫面的地貌特征。另外一方面，大风经常是由系统性天气过程引起，此时，整层大气风速几乎同时增加，风速受粗糙度长度的影响并不大，不应该用这种样本来计算粗糙度长度，必须剔除这部分样本。
图 1 粗糙度长度随 F 的变化图 2 给出粗糙度长度与风速的关系。可见，不同下垫面下，粗糙度长度随风速的变化规律并不相同。01003 号塔、13008 号塔和 25002 号塔的粗糙度长度随风速的变化并不明显，其粗糙度长度基本在 0.01m 到 0.1m 之间，这属于风工程上的 B 类地貌。21005 号塔在风速小于 10m/s 时粗糙度长度随风速的增大而减小，风速大于 10m/s 时，粗糙度长度有随风速增大的趋势。14004 号塔和 31004 号塔的粗糙度长度随风速的增加而明显减小，不同风速计算出的粗糙度长度能相差数个量级。表 2 给出强风（风速≥17.2m/s）时计算出的粗糙度长度，可见，强风时计算出的粗糙度长度明显偏小，这在强风样本较多的 31004 号塔表现得尤为明显。

风荷载地面粗糙度类别

风荷载地面粗糙度类别风荷载是工程结构设计中一个重要的考虑因素。

它由于风的作用而产生，对建筑物、桥梁等结构物的稳定性造成影响。

在风荷载计算中，地面粗糙度是一个关键参数，它影响着风荷载的大小。

本文将介绍风荷载、地面粗糙度类别，并分析它们之间的关系，最后给出一些实用建议。

一、风荷载概述风荷载是指风对建筑物、结构物等产生的作用力。

它的计算公式为：F = 0.5 * ρ * A * V * C其中，F为风荷载，ρ为空气密度，A为受风面积，V为风速，C为风力系数。

二、地面粗糙度类别介绍地面粗糙度是指地表面相对于光滑表面的不平整程度。

根据国际标准，地面粗糙度分为以下几类：1.类别A：非常光滑表面，如玻璃、抛光金属等；2.类别B：光滑表面，如油漆、油墨等；3.类别C：中度粗糙表面，如混凝土、砖石等；4.类别D：粗糙表面，如草地、树林等。

三、风荷载与地面粗糙度关系分析地面粗糙度对风荷载的影响主要体现在风力系数C上。

风力系数C随着地面粗糙度的增加而增大，这意味着地面粗糙度越大，风荷载也越大。

此外，地面粗糙度还会影响风速的测量值，从而影响风荷载的计算结果。

四、应用案例及实用建议1.案例：某高层建筑在设计时，由于未充分考虑地面粗糙度对风荷载的影响，导致建筑物的抗风能力不足，最终发生倒塌事故。

2.实用建议：（1）在工程设计中，应充分考虑地面粗糙度对风荷载的影响，选择合适的风力系数C；（2）根据实际工程需求，选择适当的地面粗糙度类别；（3）加强风荷载计算方法的培训和普及，提高设计人员对风荷载与地面粗糙度关系的认识。

总之，风荷载与地面粗糙度密切相关，工程设计中应充分考虑这两个因素的影响。

风资源评估-工程应用-风电场噪声标准及噪声测量办法

风电场噪声标准及噪声测量办法1、噪声研究本标准适用于安装有水平轴或垂直轴风力发电机组的风电场在稳态运行时的噪声测定方法和排放限值，适用于风电场噪声排放的管理、评价及控制。

本标准适用于风电机设计制造、风电项目（新、扩、改建）的项目评估、环境影响评价、竣工验收、日常监督监测及环境规划等。

2、引用标准下列文件中的的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB 3102. 7 声学的量和单位GB 3241 声和振动分析用的1/1和1/3倍频程滤波器GB 3947 声学名词术语GB 3767 噪声源声功率级的测定工程法及准工程法GB 3785 声级计的电、声性能及测试方法GB 4129 标准噪声源GB 6881 声学噪声源声功率级的测定混响室精密法和工程法GB 6882 声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室精密法GB/T 151733、名词术语3.1 A声级用A计权网络测得的声级，用LA表示，单位dB(A)。

3.2 等效声级在某规定时间内A声级的能量平均值，又称等效连续A声级，用Leq表示，单位为dB(A)。

按此定义此量为：1 TLed=10Ig（─∫ 10＾(0.1LA)ｄt） (1)T0式中：LA-t时刻的瞬时A声级。

T-规定的测量时间。

当测量是采样测量，且采样的时间间隔一定时，式(1)可表示为：1nLeq=10Ig（──Σ 10＾(0.1Li)）n i=1式中：Li──第i次采样测得的A声级n-采样总数。

3.3 稳态噪声、非稳态噪声在测量时间内，声级起伏不大于3dB(A)的噪声视为稳态噪声，否则称为非稳态噪声。

3.4 周期性噪声在测量时间内，声级变化具有明显的周期性的噪声。

3.5 背景噪声测点位置处，被测声源以外的其他声音。

风粗糙度和风切变-风电入门-丹麦风能协会

Roughness and Wind Shear粗糙度和风切变High above ground level, at a height of about 1 kilometer, the wind is hardly influenced by the surface of the earth at all. In the lower layers of the atmosphere, however, wind speeds are affected by the friction against the surface of the earth. In the wind industry one distinguishes between the roughness of the terrain, the influence from obstacles, and the influence from the terrain contours, which is also called the orography of the area. We shall be dealing with orography, when we investigate so called speed up effects, i.e. tunnel effects and hill effects, later.在距离地面约1公里的高度，风几乎不受地球表面的影响。

然而，在大气的下层，风速受到与地球表面的摩擦的影响。

在风能行业中，人们区分地形的粗糙度，障碍物的影响以及地形轮廓的影响，这也称为该地区的地形。

当我们稍后研究所谓的加速效应，即隧道效应和山地效应时，我们将讨论山岳学Orography。

Roughness粗糙度In general, the more pronounced the roughness of the earth's surface, the more the wind will be slowed down.一般来说，地球表面粗糙度越明显，风速就越慢。

粗糙度的提取及其对风电场的影响

粗糙度的提取及其对风电场的影响姓名：刘晓尘部门：项目咨询中心专业：地图学与地理信息系统入职时间：2011年07月01日为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。

摘要粗糙度数据是风电场前期工作中一个重要的参数，其精度的提高可以更加准确的获取风电场理论发电量、各个机位点平均风速及湍流强度等信息。

在实际工作中，对粗糙度数据的提取还没有一个规范的方法。

本文尝试利用遥感技术和GIS技术来提取西营子风电场的粗糙度信息，获得了准确的风电场粗糙度的分布信息，并利用此数据使用windsim软件重新计算和模拟了风电场的发电量、各个机位点的平均风速和湍流强度信息，并与原计算结果进行了对比分析，结果显示，此项目中粗糙度度信息对整个风电场发电量的影响较小，但对各机位点平均风速和湍流的影响较为明显。

关键词：ArcGIS ENVI 监督分类分类后处理目录1 粗糙度概述 (1)1.1粗糙度概述 (1)1.2研究粗糙度的意义 (2)1.3本文技术流程图 (3)2.提取方法介绍 (5)2.1监督分类法 (5)2.2非监督分类法 (5)2.3监督分类与分监督分类的比较 (5)2.4监督分类后处理 (6)2.5粗糙度生成 (7)3提取过程介绍 (7)3.1数据介绍 (7)3.2软件介绍 (8)3.3地物信息提取过程 (11)3.4分类数据后处理 (16)3.5精度验证 (19)3.6粗糙度生成 (20)4 实例计算与对比 (23)4.1某西营子项目 (23)4.3原发电量计算结果 (25)4.3现在发电量计算 (26)4.3结果对比分析 (26)5 结论及建议 (27)附表1 TM各波段信息简介 (28)附表2：风电场33台机组单台机组前后计算结果比较 (29)1 粗糙度概述1.1粗糙度概述地表粗糙度通常有两种理解，一种是从空气动力学角度出发，因地表起伏不平或地物本身几何形状的影响，风速廓线上风速为零的位置并不在地表(高度为零处)，而在离地表一定高度处，这一高度则被定义为地表粗糙度，也称为空气动力学粗糙度。

Wasp风能评估及数据处理辅助工具

wasp原始资料准备（1）CAD地形图→.map等高线地形图& 粗糙度处理风电场区域地形图文件(map文件)的制作：一般为1:10000或更高精度的电子版CAD地形图，可以是测绘局出版的地形图，也可以是实测地形图，不管是dwg格式还是dxf格式，都需用WAsP软件附带的WAsP MAP Editor软件处理成map格式;（3）粗糙度处理粗糙度的定义(数字化粗糙度变化线的方法)：当用WAsP Map Edito软件处理成map格式地形图的过程中，需添加粗糙度线，或将具有地形等高线属性的多义线增加粗糙度属性，使该多义线同时具有等高线和粗糙度线的属性;（3）Excel工作表→风玫瑰图风频表文件(tab文件)的生成:一般用NRG测风仪测得的风资源数据(需3个以上整年的数据，至少1个整年)可以利用处理软件导成Excel工作表，可以将其中最接近风机轮毅高度的测风层的风速、风向、风速的方差和风向的方差按每小时的统计数据提取出存为txt格式文件，利用WAsP软件附带的OWC Wizard软件将该txt格式文件分析处理成含有12个风向扇区特征值的tab文件，即为WAsP软件所需的风频表文件;（4）风机参数→风机功率曲线风机功率曲线文件(pow或wtg文件)的准备:风机功率曲线文件的准备与风电机组的选型息息相关，当我们选择了某种单机容量的机型后，一般风机制造商都会提供该机型在切入风速与切出风速之间对应各个风速时的功率和推力系数Ct，由对应数据表可以利用WAsP软件附带的WAsP Turbine Editor软件制作pow或wtg格式的风机功率曲线文件，该功率曲线文件根据不同风电场和风机制造商的实际情况，可以是标准空气密度状态下的数据文件(此时计算风电场年上网电量时还需进行空气密度的修正)，也可以是风电场实际空气密度下的功率数据文件(此时计算风电场年上网电量时不需进行空气密度的修正);。

基于风电场后评价的风能资源评估不确定度研究与应用_盛科

随着我国风电装机容量的快速增长，部分新建风电场发电量等效满发小时数与设计预期值相差甚远，已逐渐影响了风电场开发商的投资信心，给风电行业的发展带来了很大的隐患。

分析原因，一方面是受到弃风限电的影响，据统计2013年全国“弃风”损失发电量达16.2TWh ；另外一方面受到项目前期风能资源评估不确定度的影响，在这种状况下为了防范该类型的风险，可引入建立在风电场发电量后评价上的风能资源评估不确定度分析工作。

风电场风能资源评估的不确定度是贯穿整个项目，不可避免的。

由于在风能资源评估的过程中，无法避免在各个环节存在误差，最后计算得到的发电量同实际情况存在差异，对预测发电量的正确性和准确性进行量化，分析各种因素对风能资源评估的影响程度，是非常有必要的。

因此只有尽量去理解和量化这种不确定度，才能减少风电场投资风险，为风力发电项目的投资决策提供科学依据。

概率统计原理风能资源不确定度评估本身也是不确定的，难以量化，它是受多个独立因素影响的函数，需要大量的统计数据支持。

因此可从统计学角度着手，对风电场风能资源评估的不确定度进行分析。

在风能资源评估与微观选址领域，风电场的年平均风速或年发电量是很重要的指标，如果在估算过程中不对其不确定度进行量化，那么评估的结果是意义不大的，因为无法判别结果的准确性，也无法判别结果在多大程度上是可信的，这样的结果对风电场投资者来说是没有说服力的。

从统计学来说，风能资源评估的平均风速和发电量可认为是遵循高斯分布的变量，其概率密度函数如式（1）所示： f x 21exp 2x x 223311rvv n =--+-]b ]]g g l g :D（1）式中，常数μ，σ分别为随机变量的期望值和标准差。

高斯分布也称为正态分布，是最常见的概率分布，很多随机现象都遵循高斯分布。

图1为不同参数下的高斯分布概率密度分布曲线。

当μ＝0时，称为标准正态分布。

超越概率是指目标值超出给定值的概率。

超越概率一般用高斯分布的累积函数F(x)表示，如式（2）：F X erf X 121122v n =-+-]d g n <F （2）对于风电场发电量评估来说，式中μ为估算的年均发电量，σ为年均发电量的总不确定度，即标准偏差。