风能资源分析和评估课件
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第一章-风能资源测量与评估
第一章风能资源概述第一节风能基础知识一、风的形成风的形成是空气流动的结果，空气流动形成的动能称为风能。
空气的流动是由于不同区域空气的密度或者气压不同引起。
大气压差是风产生的直接原因。
改变空气密度主要方法（1）加热或冷却（2）外力作用二、影响地球表面空气流动的主要因素1、太阳辐射赤道和低纬度地区太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度大，地面和大气接受热量多、温度高；高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量少，温度低。
高纬度和低纬度之间的温度差异，形成南北之间的气压梯度，使空气做水平运动，风沿垂直于等压线的方向从高压向低压吹。
2、地球自转由于地球表面及空气间摩擦力的作用，地球自转过程中将带动地球表面的空气沿地球自转的方向流动。
地球自转使空气发生偏向的力称为地转偏向力-科里奥利力。
科里奥利力是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。
由于地转偏向力和高低纬度间压差所引起的压力的合力成为主导地球表层空气流动的作用力。
3、地球表面陆地和海洋等地形分布的影响（1）山坳和海峡改变气流运动的方向，使风速增大（2）丘陵、山地因表面摩擦大而使风速减小（3）山脉的阻挡作用导致局部风速的增加4、局部热效应的影响三风的种类1、大气环流（三圈环流）——全球性的风大气环流是在全球范围内空气沿一封闭轨迹的运动，是决定全球风能分布最基础、最重要的因素。
了解当地的盛行风向对微观选址具有重要的意义，我们可以避开盛行风向上的障碍物，当然，当地的地形条件对风向的分布也具有决定作用。
2、季风环流季风现象：在一个大范围地区内其盛行风向或气压系统有明显的季度变化。
主要是由于海陆分布的热力差异及行星风带的季节转换所形成的。
我国是一个典型的季风气候国家。
无论风电场的选址或运行，季风特征必须认真考虑。
一般来讲在我国，季风的表现是：在冬季，风从陆地吹向海洋；在夏季，风从海洋吹向陆地3、局地环流1、海（湖）陆风2、山谷风3、峡谷（峡管）风峡谷效应使风速增大，不论是高大的山脉或是中小尺度的山脉只要存在峡谷或缢口河谷都有峡管效应，因为在谷地中流场压缩，其风速将比两侧加强，即产生峡管效应。
风能资源测量与评估概述(PPT 77页)
三、风的形成
3、大气环流 在地球上由于地球表面受热不均，引起大气层中空气压力不均衡，因
此形成地面与高空的大气环流。这种环流在地球自转偏向力的作用下，形 成了赤道到纬度30°N环流圈（哈德来环流）、纬度30°~60°N环流圈和 纬度60°~90°N环流圈，这便是著名的“三圈环流” 。
三、风的形成
1）纬度30°N环流圈 在赤道附近，空气受热膨胀上升，造成赤道上空气压升高，空气向极
高纬度地区，太阳高度角小，日照时间短，太阳辐射强度小，地面和 大气接受热量少，温度低。
2、地转偏向力 地球自转使空气运动发生偏向
力，这种力称为“地转偏向力”。 在赤道附近，地转偏向力为零，随 着纬度的增加而增大，在极地达到 最大。
在这种力的作用下， 北半球气流向右偏转， 南半球气流向左偏转。
三、风的形成
3、空气的密度随海拔的升高而减小。
虽然海拔高出风比较大，但是由于空气密度小，风能量并不大。
二、风的特点
2）平流层 从对流层顶到约50km的大气层为平
流层。在平流层下层，即30—35knl以下， 温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定， 所以又称同温层。在30—35km以上，温度 随高度升高而升高。
主要内容
1 风的形成 2 风的特征及测量 3 风资源测量与评估
任务1 风的形成
1 新能源介绍 2 风的特点 3 风的形成
一、新能源介绍
常规能源—— 指技术成熟且已被大规模利用的能源，如煤炭、石油、天然气以
及大中型水电 都被看作常规能源。
新 能 源—— 指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。
相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大，前景广阔的特点。
从80km到约500km称为热层。这一 层温度随高度增加而迅速增加，层内温 度很高，昼夜变化很大，热层下部尚有 少量的水分存在，因此偶尔会出现银白 并微带青色的夜光云。
风资源评估知识ppt课件
例如： 设计等级为IEC III类的机组，就是在50年内，50年（N） 一遇极端风速（3s平均值）超出52.5m/s的概率是0.02(1/N)。
12
一、风资源评估基础知识
风向、风能玫瑰图
风向玫瑰图---在极坐标图上绘出给定地在一年中各种 风向出现的频率。因图形与玫瑰花朵相似，故名取名玫瑰 图。
风能玫瑰图---在极坐标图上绘出给定地在一年中各方 向风能值的统计图。
I 湍流强度： / V
式中： σ－风速相对于10min平均风速的标准方差 V－10min平均风速 湍流产生原因主要有两个： 1.当空气流动时，由于地形地貌差异（例如山峰、森林） 造成的与地表的“摩擦”； 2.由于空气密度差异和气温变化的热效应导致空气气团 垂直运动。
11
一、风资源评估基础知识
极端风速 ➢ 较长时间内给定取样时间下风速的最大值。 ➢ 风电行业表征极端风速的方式有最大风速和极大风速两种。 ➢ 最大风速---给定时段内的10分钟平均风速的最大值。 ➢ 极大风速---给定时段内的瞬时（一般取3s均值）风速的 最大值。 ➢ 风电行业通常所说的50年一遇极端风速是基于历史统计数 据得出的一个统计数值，这其中引入了概率的概念。
20
三、宏观与微观选址
备选场址的确定 在一个较大范围内，如全国或一个省，一个县
或一个电网辖区内，确定几个可能建设风电场的区 域。
寻找备选场址的途径：已建风电场周围；向专 业部门或专业人员咨询；国家风能资源分布图……
对较小范围（如一个省或是市县），我们就需 要借助地形地貌特征（例如走向和主风向平行的隘 口和峡谷）来进行场址的选取了。当然我们也可以 利用CFD工具来进行模拟。
1.风电机组等级应高于或等于风电场等级； 2.尽量选用单机容量较大的机组； 3.尽量选用较大的叶轮直径； 4.陆上风机应选择较高的塔架，海上则相反。
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一、风资源评估基础知识
风向、风能玫瑰图
风向玫瑰图---在极坐标图上绘出给定地在一年中各种 风向出现的频率。因图形与玫瑰花朵相似，故名取名玫瑰 图。
风能玫瑰图---在极坐标图上绘出给定地在一年中各方 向风能值的统计图。
I 湍流强度： / V
式中： σ－风速相对于10min平均风速的标准方差 V－10min平均风速 湍流产生原因主要有两个： 1.当空气流动时，由于地形地貌差异（例如山峰、森林） 造成的与地表的“摩擦”； 2.由于空气密度差异和气温变化的热效应导致空气气团 垂直运动。
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一、风资源评估基础知识
极端风速 ➢ 较长时间内给定取样时间下风速的最大值。 ➢ 风电行业表征极端风速的方式有最大风速和极大风速两种。 ➢ 最大风速---给定时段内的10分钟平均风速的最大值。 ➢ 极大风速---给定时段内的瞬时（一般取3s均值）风速的 最大值。 ➢ 风电行业通常所说的50年一遇极端风速是基于历史统计数 据得出的一个统计数值，这其中引入了概率的概念。
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三、宏观与微观选址
备选场址的确定 在一个较大范围内，如全国或一个省，一个县
或一个电网辖区内，确定几个可能建设风电场的区 域。
寻找备选场址的途径：已建风电场周围；向专 业部门或专业人员咨询；国家风能资源分布图……
对较小范围（如一个省或是市县），我们就需 要借助地形地貌特征（例如走向和主风向平行的隘 口和峡谷）来进行场址的选取了。当然我们也可以 利用CFD工具来进行模拟。
1.风电机组等级应高于或等于风电场等级； 2.尽量选用单机容量较大的机组； 3.尽量选用较大的叶轮直径； 4.陆上风机应选择较高的塔架，海上则相反。
《风能资源参数计算》课件
2 风能资源参数计算
对该地区的参考高度和地面粗糙度进行分析， 得出该地区的风力等级为4级。
3 风能资源评估
4 结论和建议
利用评估指标对该地区的风能资源进行评估， 结果表明该地区适合建设风电场。
针对该地区的风能资源进行分析，提出了建 设大型风电场的建议。
总结
技术的进步
风能作为一种清洁能源正得到越来越广泛的应用与 发展，成为能源替代的重要技术之一。
风能资源参数计算
本课件将介绍风能资源概述、参数计算方法、风能资源评估和案例分析。让 我们一起深入了解这项重要的技术。
一、风能资源பைடு நூலகம்述
风能资源定义
风能资源指的是利用风能发电所需要的风能的水平分布和时间分布等各种资源情况。
风能资源类型
风能资源可分为陆地风、近海风和远海风三种类型。
风能资源分布
全球风能资源形成的区域较广，我国海拔高度较高的区域、西北干旱带、山地和丘陵地带等 都具有较好的风能资源。
蓝天白云
我们的行动将对地球的蓝天白云产生重要的影响， 让我们共同致力于建设更加环保的世界。
评估指标包括容量系数、利用小 时数、风电比、电力质量等。
风能资源等级划分
将风能资源根据其平均能量流密 度水平进行等级划分，低到高分 为7个等级。
风能资源评估结果分析
使用GIS技术和数学模型对数据进 行分析和处理，得出风能资源的 分布情况。
四、案例分析
1 案例简介
以某地区风电场为例，进行风能资源参数计 算和评估。
二、风能资源参数计算方法
1
风速和风向测量
使用风杆、风速和风向仪等工具进行测
参考高度和地面粗糙度
2
量。
参考高度和地面粗糙度对风能资源的分
风能资源综述课件
农业
风能资源可用于驱动农 业机械，提高农业生产 效率。
02 风能发电技术
风能发电原理
01
风能发电是将风能转化为电能的过程，其原理基于风力 驱动风能发电机旋转，进而通过发电机内部的电磁感应 将机械能转化为电能。
02
风能发电的效率取决于风速、风能发电机的设计以及风 能发电机组的布局。
03
风能发电具有环保、可再生、可持续等优点，是未来能 源发展的重要方向之一。
风能资源利用方式
直接发电
利用风力驱动风力发电机 组，发电机组通过电磁感 应原理将机械能转化为电 能。
风力泵水
利用风力驱动水泵，将低 处的水抽到高处，用于灌 溉、供水等。
风力制热
利用风力驱动涡轮机，通 过热能转换器将机械能转 化为热能，用于供暖、烘 干等。
风能资源开发与利用的挑战与解决方案
风能资源的波动性
04 风能资源开发与利用
风能资源开发模式
01
02
03
集中式开发
在风能资源丰富的地区， 建设大型风电场，通过高 压输电线路将电能送至电 力需求大的地区。
分布式开发
在城市或乡村地区，建设 小型风电场，就近满足当 地电力需求，减少远距离 输电的损耗和成本。
海上风电开发
利用海洋丰富的风能资源 ，建设海上风电场，为沿 海地区提供可再生能源。
D
风能资通过长期的气象观测和数值模拟 ，评估了其风能资源的分布和可利用性，为欧洲的风能开发 提供了重要的决策依据。
中国风能资源评估
中国地域辽阔，风能资源丰富，通过气象学方法和数值模拟 方法，评估了其风能资源的分布和可利用性，为中国的风能 开发提供了重要的决策支持。
风能资源综述课件
目录
第三章 风资源评估 ppt课件
式中 y D , y为横向某点距风轮旋转轴的距离。
r
华北电力大学
风能专业工程硕士课程《风力机空气动力学》
20
第三章 风资源评估
✓ 半经验尾流模型 是丹麦国家实验室RISØ发展的一种尾流模型，它主要用于计算风 电场中处在尾流区的风力机的功率输出 假设
» 尾流初始直径为风轮直径 » 尾流增长速率呈线性关系 » 尾流横向剖面上的速度是均匀的
风场中的空气动力问题风电场选址?风电场选址包括宏观选址和微观选址?宏观选址?从一个较大的地区从几十平方公里到几十万平方公里的范围对气象条件风能资源并网条件经济条件地理条件地形条件环境影响等方面进行综合考察后选择一个风能资源丰富而且最有利用价值的小区域通常小于十平方公里?微观选址?在宏观选址中选定的小区域中确定如何布臵风力机使整个风电场具有较好的经济效益?一般风电场选址需要两年时间国内外的经验教训表明由于风电场选址的失误造成发电量损失和增加维修费用将远远大于对场址进行详细调查的费用
华北电力大学
半经验尾流模型
风能专业工程硕士课程《风力机空气动力学》
21
第三章 风资源评估
根据动2
vc
Vc V
12a121kx
D
式中Vc——尾流区轴向速度；
V——来流速度；
x——风轮下游某点到风轮平面的轴向距离；
D——风轮直径；
k——尾流衰减系数,可根据风场试验结果确定；
➢ 风电场工艺布置
✓ 在风电场微观选址后，要对风电场进行总体规划，绘制风电场工艺布置图
华北电力大学
风能专业工程硕士课程《风力机空气动力学》
15
第三章 风资源评估
风的测量
➢ 为进行精确的风力发电机组微观选址，现场所安装的测风塔的数量 一般不能少于2座，若条件许可，对于地形复杂区应该为4-8座.
r
华北电力大学
风能专业工程硕士课程《风力机空气动力学》
20
第三章 风资源评估
✓ 半经验尾流模型 是丹麦国家实验室RISØ发展的一种尾流模型，它主要用于计算风 电场中处在尾流区的风力机的功率输出 假设
» 尾流初始直径为风轮直径 » 尾流增长速率呈线性关系 » 尾流横向剖面上的速度是均匀的
风场中的空气动力问题风电场选址?风电场选址包括宏观选址和微观选址?宏观选址?从一个较大的地区从几十平方公里到几十万平方公里的范围对气象条件风能资源并网条件经济条件地理条件地形条件环境影响等方面进行综合考察后选择一个风能资源丰富而且最有利用价值的小区域通常小于十平方公里?微观选址?在宏观选址中选定的小区域中确定如何布臵风力机使整个风电场具有较好的经济效益?一般风电场选址需要两年时间国内外的经验教训表明由于风电场选址的失误造成发电量损失和增加维修费用将远远大于对场址进行详细调查的费用
华北电力大学
半经验尾流模型
风能专业工程硕士课程《风力机空气动力学》
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第三章 风资源评估
根据动2
vc
Vc V
12a121kx
D
式中Vc——尾流区轴向速度；
V——来流速度；
x——风轮下游某点到风轮平面的轴向距离；
D——风轮直径；
k——尾流衰减系数,可根据风场试验结果确定；
➢ 风电场工艺布置
✓ 在风电场微观选址后，要对风电场进行总体规划，绘制风电场工艺布置图
华北电力大学
风能专业工程硕士课程《风力机空气动力学》
15
第三章 风资源评估
风的测量
➢ 为进行精确的风力发电机组微观选址，现场所安装的测风塔的数量 一般不能少于2座，若条件许可，对于地形复杂区应该为4-8座.
风能资源测量与评估概述课件
30人
北极
%
极地高压带，
地东风带
盛
副极地低压带
行 西/风
1
带
副- 热- 带- 高- 压 一 带"
东 北 信风带
14
赤道
赤—道—低一压一带一
1)纬度30°N环 流 圈 二
的形成
在赤道附近，空气受热膨胀上升，造成赤道上空气压升高，空气 向极地方向流动。
以北半球为例，由于赤道附近地转偏向力很小，空气基本受气
270°
的其木特征 2s 360°
N NNE
。
北老 杀
岸
W
西
东
E
南
Ssw S
燃水缝
次
号 ssE
180°
40
海下 的反
3 、风向一、风的基本特 征
图——各种风风玫向瑰出 现频率常用风玫瑰 图来表示。风玫瑰 图是在极坐标图上 点出某年或某月各 种风向电现的频滚
风向玫瑰图
41
v
一、风的基本特征
42
1、风速计、常用 测风设备
2)平流层 二、 风的特
点
从对流层顶到
约50km的大气层为平流
散逸层
人造卫星
极光
热 层
85km
层。在平流层下层，即 30—35knl以下，温度
随高度降低变化较小，
垂
直
短
波
布
中 间 层
平 流 层
12km
气 温 趋 于 稳 定 ， 所 以 又 高山
积雨云
对 流
层
10=0-9020-00-50240-30220-10110200
、
征
的 基 特 、
照表
风 速和 征象
05风能资源评估PPT课件
观测次数。在气象科学技术中，除约定者外，一般所说的风速，意味着 是平均风速，如地面观测中的正点风速，实际上是正点前10分钟的平均 风速。 （2）瞬时风速，指无限小时段内的风速值。它仅能给出关于风的近似的概 念，而且由于感应器的惯性，风速的瞬时值只能近似地测量。 （3）最大风速，指在给定的时间段或某个期间里面，平均风速中的最大值。
右图为气流流过单位面积截面时的功率随风速 变 化 情 况 。 在 风 速 为 8m/s 时 ， 风 功 率 密 度 为 314W/m2 ； 在 风 速 为 16m/s 时 ， 风 功 率 密 度 为 2509W/m2。
8
风的描述
4.风向
风向: 风的来向 表示方法:
− 方位表示法(16个方位) − 度数表示法(0°～360°)
（4）极大风速，指在给定的时间段内，瞬时风速的最大值。
4
风的描述 1.风速 国际上大多数国家采用的风速数据主 要是10分钟平均数据，如果风速的平 均周期不一致，相应的风速结果也会 不同。 风速的分布。目前比较常用的分析统 计风速分布特点的方法是将风速值离 散化，把不同风速值划分到相应的风 速段（bin），然后分析在测风时间 内不同风速段出现的频率，从而判断 风资源状况。测风时间通常取1年。 风资源评估一般采用weibull分布来 描述风资源分布情况。但需要注意 weibull拟合与实测数值差别较大的 情况。
风速随高度增加而增大的趋势变化曲 线称为风廓线，其变化规律称为风切 变规律。
11
风的描述
5.粗糙度和风切变
地面粗糙度的情况对风资源的分布情况有重要 影响，特别是对测风地点的选择和机组微观选 址有重要意义，在必要时应绘制测风点或机位 周围的粗糙度玫瑰图。
风切变对于风电机组的设计非常重要，例如， 一台风力发电机的轮毂高度为40m，叶轮直径 为40m，则叶轮扫风面最上端（60m高度）的风 速可达9.3m/s，最下端（20m高度）的风速为 7.7m/s，这就意味着叶轮扫风面承受巨大的压 力差。
右图为气流流过单位面积截面时的功率随风速 变 化 情 况 。 在 风 速 为 8m/s 时 ， 风 功 率 密 度 为 314W/m2 ； 在 风 速 为 16m/s 时 ， 风 功 率 密 度 为 2509W/m2。
8
风的描述
4.风向
风向: 风的来向 表示方法:
− 方位表示法(16个方位) − 度数表示法(0°～360°)
（4）极大风速，指在给定的时间段内，瞬时风速的最大值。
4
风的描述 1.风速 国际上大多数国家采用的风速数据主 要是10分钟平均数据，如果风速的平 均周期不一致，相应的风速结果也会 不同。 风速的分布。目前比较常用的分析统 计风速分布特点的方法是将风速值离 散化，把不同风速值划分到相应的风 速段（bin），然后分析在测风时间 内不同风速段出现的频率，从而判断 风资源状况。测风时间通常取1年。 风资源评估一般采用weibull分布来 描述风资源分布情况。但需要注意 weibull拟合与实测数值差别较大的 情况。
风速随高度增加而增大的趋势变化曲 线称为风廓线，其变化规律称为风切 变规律。
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风的描述
5.粗糙度和风切变
地面粗糙度的情况对风资源的分布情况有重要 影响，特别是对测风地点的选择和机组微观选 址有重要意义，在必要时应绘制测风点或机位 周围的粗糙度玫瑰图。
风切变对于风电机组的设计非常重要，例如， 一台风力发电机的轮毂高度为40m，叶轮直径 为40m，则叶轮扫风面最上端（60m高度）的风 速可达9.3m/s，最下端（20m高度）的风速为 7.7m/s，这就意味着叶轮扫风面承受巨大的压 力差。
《风资源评估》课件
风资源评估的方法和工具
计算模型
测风塔和传感器
利用风资源评估软件，预测风速、风向等参
通过建设测量站点，安装风速、风向、气象
数，模拟风能产生的潜力。
等传感器计分析
遥感技术
利用统计方法，分析长期观测数据，推断风
利用卫星、无人机等遥感技术，获取广域的
能的概率分布和可靠性，评估风资源的可利
和经济性。
结论和展望
风资源评估是可再生能源领域的重要工作，通过科学、准确的评估，能够推
动风能利用的发展，为人类的可持续发展做出贡献。未来，我们还需要不断
改进评估方法和工具，提高评估的精度和可靠性。
《风资源评估》PPT课件
本课件将深入介绍风资源评估的定义、背景和应用领域，以及方法、工具、
关键指标和数据收集等重要内容。通过案例研究和实践经验，展示风资源评
估的价值和潜力。
风资源评估的定义和背景
风资源评估是指对特定地区的风能资源进行调查、测量和分析，以确定其潜
在的风能利用能力。评估风资源是开展可再生能源项目的重要前提和基础。
风资源评估案例研究和实践经验
1
案例一：沿海风能资源评估
利用测风塔数据和数值模拟，评估沿
案例二：山区风能资源评估
2
海地区风能资源，为建设海上风电场
3
案例三：风能预测技术应用
提供依据。
通过遥感技术和地形分析，评估山区
地区风能资源，指导山地风电项目的
规划和选择。
结合气象数据和计算模型，开展风能
预测研究，提高风电场的发电可靠性
风资源评估的重要性和应用领域
1
推动可再生能源发展 ️
风能是一种清洁、环保的可再生能源，通过准确评估风资源，可以推动风能发电项目的
第一章 风能资源测量与评估
第一章风能资源概述第一节风能基础知识一、风得形成风得形成就是空气流动得结果,空气流动形成得动能称为风能。
空气得流动就是由于不同区域空气得密度或者气压不同引起。
大气压差就是风产生得直接原因。
改变空气密度主要方法(1)加热或冷却(2)外力作用二、影响地球表面空气流动得主要因素1、太阳辐射赤道与低纬度地区太阳高度角大,日照时间长,太阳辐射强度大,地面与大气接受热量多、温度高;高纬度地区太阳高度角小,日照时间短,地面与大气接受得热量少,温度低。
高纬度与低纬度之间得温度差异,形成南北之间得气压梯度,使空气做水平运动,风沿垂直于等压线得方向从高压向低压吹。
2、地球自转由于地球表面及空气间摩擦力得作用,地球自转过程中将带动地球表面得空气沿地球自转得方向流动。
地球自转使空气发生偏向得力称为地转偏向力-科里奥利力。
科里奥利力就是对旋转体系中进行直线运动得质点由于惯性相对于旋转体系产生得直线运动得偏移得一种描述。
由于地转偏向力与高低纬度间压差所引起得压力得合力成为主导地球表层空气流动得作用力。
3、地球表面陆地与海洋等地形分布得影响(1)山坳与海峡改变气流运动得方向,使风速增大(2)丘陵、山地因表面摩擦大而使风速减小(3)山脉得阻挡作用导致局部风速得增加4、局部热效应得影响三风得种类1、大气环流(三圈环流)——全球性得风大气环流就是在全球范围内空气沿一封闭轨迹得运动,就是决定全球风能分布最基础、最重要得因素。
了解当地得盛行风向对微观选址具有重要得意义,我们可以避开盛行风向上得障碍物,当然,当地得地形条件对风向得分布也具有决定作用。
2、季风环流季风现象:在一个大范围地区内其盛行风向或气压系统有明显得季度变化。
主要就是由于海陆分布得热力差异及行星风带得季节转换所形成得。
我国就是一个典型得季风气候国家。
无论风电场得选址或运行,季风特征必须认真考虑。
一般来讲在我国,季风得表现就是: 在冬季,风从陆地吹向海洋;在夏季,风从海洋吹向陆地3、局地环流1、海(湖)陆风2、山谷风3、峡谷(峡管)风峡谷效应使风速增大,不论就是高大得山脉或就是中小尺度得山脉只要存在峡谷或缢口河谷都有峡管效应,因为在谷地中流场压缩,其风速将比两侧加强,即产生峡管效应。
风资源测量与评估测风系统选址课件
测风系统维护
定期检查
对测风系统进行定期检查 ，包括塔身、传感器、数 据采集器等部件，确保其 正常运行。
清洁与保养
定期对传感器进行清洁和 保养，保持其良好的工作 状态。
数据备份
定期备份测风系统采集的 数据，以防数据丢失。
数据采集与处理
数据采集频率
根据评估需求，设定合适的数据 采集频率，以便更准确地记录风
避免极端气象条件地区，可以降低风电场运营风险和维护 成本。
在选址过程中，应避开极端气象条件地区，如强风暴、雷 电、冰雹等频发区域。这些地区的风电场可能会遭受严重 破坏，导致停机和维护成本增加。此外，也应避开季风季 节，以减少对风电场运营的影响。
避开不利地形地区
避开不利地形地区，可以降低风电场 建设和运营难度。
风资源测量与评估测风系统选址课 件
contents
目录
• 风资源测量概述 • 测风系统选址原则 • 测风系统安装与维护 • 风能资源评估方法 • 测风系统案例分析
01
风资源测量概述
风资源定义
风能资源的定义
风能资源是指地球表面不同地点的风速和空气密度所蕴含的动能资源，是可再生 能源的重要组成部分。
况，确保风电场建设和运营的顺利进行。
03
测风系统安装与维护
测风塔安装
01
02
03
塔高选择
根据风资源评估需求，选 择合适高度的测风塔，确 保能够捕捉到足够的风能 数据。
基础设计
根据地质勘察结果，设计 合理的测风塔基础，确保 塔身稳定和安全。
安装位置
选择具有代表性的地形和 气象条件的位置进行安装 ，以便更准确地评估风资 源。
VS
在选址过程中，应避开陡峭的山地、 森林覆盖区域和建筑物密集地区。这 些地区的地形复杂，建设和运营风电 场难度较大，且可能对环境和景观造 成不良影响。应选择地势平坦、开阔 的地区，以便于风电场建设和运营。
风资源评估介绍概要课件
案例二：不同地形对风资源的影响
评估方法
选取不同地形（如平原、山地、 丘陵等）进行风能资源评估，分 析地形对风速、风向的影响。
评估结果
在相同气候条件下，山地和丘陵 地区的风速明显高于平原地区， 但风向变化也更为复杂。
结论
在规划风电场时，应充分考虑地 形对风能资源的影响，合理选择 风电场的建设地点。
案例三：气候变化对风资源的影响
据等。
评估与预测 基于测量数据，评估风能资源的开发 潜力，预测未来风能资源的变化趋势。
测量与分析 进行风速、风向、湍流强度等参数的 测量和分析。
结果呈现 形成风资源评估报告，包括风能资源 分布图、风速频率分布图、风能功率 密度图等可视化结果。
02 风资源评估技术
风资源评估技术
• 风资源评估是对特定地区的风能 资源进行测量、分析和评估的过 程，目的是确定该地区的风能开 发潜力，为风力发电项目的规划、 选址和建设提供依据。
评估风能资源的分布和储量。
政策与法规的影响
政策支持推动风资源评估 发展
随着各国政府对可再生能源发展的重视，政 策支持和法规要求将进一步推动风资源评估 的发展。
碳排放政策对风资源评估的 影响
碳排放政策将影响能源行业的方向，对风资源评估 的需求和市场前景产生影响。
国际合作与交流促进风资 源评估发展
国际合作与交流将促进风资源评估技术的共 享和传播，推动全球风能资源的开发和利用。
风资源评估的市场需求与趋势
市场需求持续增长
随着全球能源结构的转型和可再生能源的推广，风资源评估的市场 需求将持续增长。
海上风电的发展趋势
海上风电是未来风能发展的重要方向，将为风资源评估提供更广阔 的市场空间。
投资回报与风险评估的需求增加
《风资源评估知识》课件
风能资源评估实践经验分享
在实践中，我们不断优化评估方法和技术，提高评估效率和质量。同时，我们也注重与其他专业人士交流和分享 经验，共同推动风能资源评估技术的发展。
风能资源评估实践案例分析
风能资源评估实践案例分析
为了更好地说明评估方法和技术的实际应用，我们选取了一些典型案例进行分析。这些案例包括不同 地形、气候和风能资源条件下的评估项目，具有代表性和参考价值。
利用卫星遥感技术对风能资源进行大 面积、高精度的调查和评估，提高评
估效率和准确性。
数值模拟技术
利用数值模拟方法预测风能资源的分 布和储量，为风电场选址和规划提供
科学依据。
人工智能和大数据分析
利用人工智能和大数据分析技术对风 能资源数据进行处理和分析，挖掘数
据价值，提高评估精度。
风能资源评估政策与法规
气象要素
介绍影响风能资源的气象要素， 如风速、风向、气压、气温和湿 度等，并解释它们的变化规律和 相互关系。
气象图
解释气象图的构成和解读方法， 包括等压线、等温线和等湿度线 等，以帮助评估风能资源的分布 和变化趋势。
气候变化与风能资
源
分析气候变化对风能资源的影响 ，包括全球气候变化和区域气候 变化对风能资源的影响。
《风资源评估知识》p资源评估基础 • 风资源评估技术 • 风资源评估实践 • 风资源评估未来发展
01
风资源评估概述
风资源定义
总结词
风资源是指自然界中风的能量，可以通过风力发电等方式进 行利用。
详细描述
风资源是指自然界中风所具有的能量，是一种可再生、无污 染的能源。通过风力发电等技术，人们可以将风能转化为电 能，为人类的生产和生活提供清洁、可持续的能源。
案例总结与启示
在实践中，我们不断优化评估方法和技术，提高评估效率和质量。同时，我们也注重与其他专业人士交流和分享 经验，共同推动风能资源评估技术的发展。
风能资源评估实践案例分析
风能资源评估实践案例分析
为了更好地说明评估方法和技术的实际应用，我们选取了一些典型案例进行分析。这些案例包括不同 地形、气候和风能资源条件下的评估项目，具有代表性和参考价值。
利用卫星遥感技术对风能资源进行大 面积、高精度的调查和评估，提高评
估效率和准确性。
数值模拟技术
利用数值模拟方法预测风能资源的分 布和储量，为风电场选址和规划提供
科学依据。
人工智能和大数据分析
利用人工智能和大数据分析技术对风 能资源数据进行处理和分析，挖掘数
据价值，提高评估精度。
风能资源评估政策与法规
气象要素
介绍影响风能资源的气象要素， 如风速、风向、气压、气温和湿 度等，并解释它们的变化规律和 相互关系。
气象图
解释气象图的构成和解读方法， 包括等压线、等温线和等湿度线 等，以帮助评估风能资源的分布 和变化趋势。
气候变化与风能资
源
分析气候变化对风能资源的影响 ，包括全球气候变化和区域气候 变化对风能资源的影响。
《风资源评估知识》p资源评估基础 • 风资源评估技术 • 风资源评估实践 • 风资源评估未来发展
01
风资源评估概述
风资源定义
总结词
风资源是指自然界中风的能量，可以通过风力发电等方式进 行利用。
详细描述
风资源是指自然界中风所具有的能量，是一种可再生、无污 染的能源。通过风力发电等技术，人们可以将风能转化为电 能，为人类的生产和生活提供清洁、可持续的能源。
案例总结与启示
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❖ 局地环流： 由于地球上局地因子的影响，区域性的气流也可以 改变全球气流的状况，从而产生局地性的气流流动。
2020/3/28
3
1. 风能资源
1.1 风的形成
大气环流：
❖ 气压梯度力 地球绕太阳转，地球表面受热不均，增热程度随纬度 增高而降低，温差引起大气层空气压力不均衡。北半 球空气向北流动。
❖ 地球自转偏向力 北半球，气流向右（向东）偏转； 地球偏向力在赤道为零，随着纬度的增高而增大，在 极地达到最大。
❖ 山谷风：
山地附近山坡与周围空气受热不同形成
2020/3/28
白天，山坡接受太阳光热多，被加热的暖空气不断上
升，而谷底上空相对较冷的空气则下沉补充，形成山
谷风环流。晚间山坡降温快，于是又形成了相反的环
流。
7
1. 风能资源
1.2 风的测量
测量位置
❖ 测量位置的代表性 所选测量位置的风况应基本代表该风场的风况； 测量位置附近应无高大建筑物、树木等： 与单个 障碍物距离应大于障碍物高度的3倍； 与成排 障碍物距离应大于障碍物高度的10倍以上； 测量位置应在风场主风向的上风向；
❖ 大气压 每小时采样一次并纪录
2020/3/28
9
1. 风能资源
1.2 风的测量 风玫瑰图 表示各种风向出现的频率
2020/3/28
10
1. 风能资源
1.2 风的测量
风玫瑰图
图2－4
潘家测风塔与通榆气象站风向玫瑰图
N
NNW 30.0
25.0
NW
20.0
15.0
WNW
10.0
5.0
W
0.0
NNE NE ENE
风能资源分析和评估
中国电力科学研究院 陈默子
2006.1.9
2020/3/28
1
主要内容
1. 风能资源
3.风电场风能资源分析与评估方法
1.1 风的形成
3.1 基本方法
1.2 风的测量
3.2 WindPro对象介绍
1.3 风能资源评估的参考判据 3.3 风资源数据的获得
1.4 风的特性
3.4 风资源分布图
2020/3/28
16
风功率密度等级表
风功率 密度
等级
10m 高度
风功率密度 w/m2
年平均风速 参考值
m/s
30m 高度
风功率密度 w/m2
年平均风速 参考值
m/s
50m 高度
风功率密度 w/m2
年平均风速 参考值
m/s
1
<100
4.4
<160
5.1
<200
5.6
2
100-150
5.1
160-240
2020/3/28
4
1. 风能资源
1.1 风的形成
大气环流：
❖ 大气环流在地球自转偏向力的作用下,形成三圈环流 环流圈伸曲高度：赤道最高，中纬度次之，极地最低
赤道~纬度30°N环流圈 纬度30°~60°N环流圈 纬度60°~90°N环流圈
60度
北极 极地高压带 极地东风带
副极地低压带 副极地低压带
30度
盛
行
西
带 风
副热带高压带
东
北
信
风
带
赤道
赤道低压带
2020/3/28
5
1. 风能资源
1.1 风的形成
季风环流
❖ 海陆分布的作用：海洋热容量远大于陆地
冬季：陆地比海洋冷，大陆气压高于海洋； 气压梯度力：大陆->海洋，西北风；
夏季：陆地比海洋热，陆地气压低于海洋；
气压梯度力：海洋->大陆。
地球上5个风带，南北半球对称，北半球3个风带；
5.9
200-300
6.4
3
150-200
2. 复杂地形对风特性的影响
2.1 概述 2.2 粗糙度
3.5 尾流计算 3.6 发电量计算 3.7 风电场项目发电损失和误差
2.3 障碍物
2.4 地形信息
2020/3/28
2
1. 风能资源
1.1 风的形成
❖ 大气环流： 风是由太阳的热辐射和地球自转的作用，在大范围 内产生的气流流动。
❖ 季风环流： 由于海陆差异、行星风带的季节转化及地形特征引 起的，盛行风向（气压系统）有明显的季节变化。
❖ 测量位置数量，依地形复杂程度而定。
2020/3/28
8
1. 风能资源
1.2 风的测量
测量参数
❖ 风速测量
10min平均风速，用于风能资源计算；
小时平均风速，通过10min平均风速获得；
极大风速, 3秒采样一次的最大值，用于安全计算
❖ 风向测量
与风速同步采集
16个扇区
❖ 气温 每小时采样一次并纪录
夏季均向北移动 、冬季则向南移动；
冬季西风带的南缘地带在夏季可以变成东风带。
❖ 地形特征引起
典型：青藏高原，冬夏温度相对周围地区变化大。
2020/3/28
6
1. 风能资源
1.1 风的形成
局地环流
❖ 海陆风： 由大陆与海洋温差转变引起
海岸附近以一日为周期的海陆风，形成原因与季风相 同，但以日为周期，范围小，势力弱。
2020/3/28
12
1. 风能资源
1.2 风的测量
测量设备的安装
❖ 测风塔结构和基础，应能承受30年一遇最大风力冲击 ❖ 表面应防盐雾腐蚀
测风塔高度 测风仪数量 测风仪位置
2020/3/28
测风塔 一处 不低于轮毂高度
应有3层 10m高度； 轮毂中心高度； 10m高度整数倍
两处以上
不低于轮毂高度； 10m整数倍 至少2层 10m高度； 轮毂中心高度； 其余10m高度整数1倍3
1. 风能资源
1.2 风的测量
IEC61400-12 安装要求
2020/3/28
14
1. 风能资源
1.3 风能资源评估的参考判据
❖ 风功率密度，蕴含风速、风速分布和空气密度的影响， 是风场的综合指标
❖ 风向频率及风能密度方向分布 ❖ 风速的日变化和年变化 ❖ 湍流强度 0.10较小, 0.10~0.25中等, >0.25过大。 ❖ 极大风速（每3s采样一次的最大的风速值） ❖ 低气温（气温低于-30） ❖ 其他，雷电、电线结冰、沙暴、盐雾
E
潘家10m 潘家30m 潘家40m 气象站
2020/3/28
WSW
ESE
单位：％
SW
SE
测站静风：0％
SSW
SSE
S
气象站静风：1.2％ 气象站有误数据：0.1％
11
1. 风能资源
1.2 风的测量
测量仪器
❖ 测风仪： 风速传感器 风向传感器 数据采集器（保存不低于3个月，低温）
❖ 大气温度计 ❖ 大气压力计 ❖ 测量仪器应经过校准
2020/3/28
15
DWP
1 2n
n i 1
3 i
1. 风能资源
1.3 风能资源评估的参考判据
平均风功率密度和有效风功率密度
❖ 平均风功率密度：设定时段内的逐小时风功率密度的 平均值
DWP
1 2n
n i1
3 i
空气密度(kg/m3)
i
第i次记录到切除风速之间的
2020/3/28
3
1. 风能资源
1.1 风的形成
大气环流：
❖ 气压梯度力 地球绕太阳转，地球表面受热不均，增热程度随纬度 增高而降低，温差引起大气层空气压力不均衡。北半 球空气向北流动。
❖ 地球自转偏向力 北半球，气流向右（向东）偏转； 地球偏向力在赤道为零，随着纬度的增高而增大，在 极地达到最大。
❖ 山谷风：
山地附近山坡与周围空气受热不同形成
2020/3/28
白天，山坡接受太阳光热多，被加热的暖空气不断上
升，而谷底上空相对较冷的空气则下沉补充，形成山
谷风环流。晚间山坡降温快，于是又形成了相反的环
流。
7
1. 风能资源
1.2 风的测量
测量位置
❖ 测量位置的代表性 所选测量位置的风况应基本代表该风场的风况； 测量位置附近应无高大建筑物、树木等： 与单个 障碍物距离应大于障碍物高度的3倍； 与成排 障碍物距离应大于障碍物高度的10倍以上； 测量位置应在风场主风向的上风向；
❖ 大气压 每小时采样一次并纪录
2020/3/28
9
1. 风能资源
1.2 风的测量 风玫瑰图 表示各种风向出现的频率
2020/3/28
10
1. 风能资源
1.2 风的测量
风玫瑰图
图2－4
潘家测风塔与通榆气象站风向玫瑰图
N
NNW 30.0
25.0
NW
20.0
15.0
WNW
10.0
5.0
W
0.0
NNE NE ENE
风能资源分析和评估
中国电力科学研究院 陈默子
2006.1.9
2020/3/28
1
主要内容
1. 风能资源
3.风电场风能资源分析与评估方法
1.1 风的形成
3.1 基本方法
1.2 风的测量
3.2 WindPro对象介绍
1.3 风能资源评估的参考判据 3.3 风资源数据的获得
1.4 风的特性
3.4 风资源分布图
2020/3/28
16
风功率密度等级表
风功率 密度
等级
10m 高度
风功率密度 w/m2
年平均风速 参考值
m/s
30m 高度
风功率密度 w/m2
年平均风速 参考值
m/s
50m 高度
风功率密度 w/m2
年平均风速 参考值
m/s
1
<100
4.4
<160
5.1
<200
5.6
2
100-150
5.1
160-240
2020/3/28
4
1. 风能资源
1.1 风的形成
大气环流：
❖ 大气环流在地球自转偏向力的作用下,形成三圈环流 环流圈伸曲高度：赤道最高，中纬度次之，极地最低
赤道~纬度30°N环流圈 纬度30°~60°N环流圈 纬度60°~90°N环流圈
60度
北极 极地高压带 极地东风带
副极地低压带 副极地低压带
30度
盛
行
西
带 风
副热带高压带
东
北
信
风
带
赤道
赤道低压带
2020/3/28
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1. 风能资源
1.1 风的形成
季风环流
❖ 海陆分布的作用：海洋热容量远大于陆地
冬季：陆地比海洋冷，大陆气压高于海洋； 气压梯度力：大陆->海洋，西北风；
夏季：陆地比海洋热，陆地气压低于海洋；
气压梯度力：海洋->大陆。
地球上5个风带，南北半球对称，北半球3个风带；
5.9
200-300
6.4
3
150-200
2. 复杂地形对风特性的影响
2.1 概述 2.2 粗糙度
3.5 尾流计算 3.6 发电量计算 3.7 风电场项目发电损失和误差
2.3 障碍物
2.4 地形信息
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1. 风能资源
1.1 风的形成
❖ 大气环流： 风是由太阳的热辐射和地球自转的作用，在大范围 内产生的气流流动。
❖ 季风环流： 由于海陆差异、行星风带的季节转化及地形特征引 起的，盛行风向（气压系统）有明显的季节变化。
❖ 测量位置数量，依地形复杂程度而定。
2020/3/28
8
1. 风能资源
1.2 风的测量
测量参数
❖ 风速测量
10min平均风速，用于风能资源计算；
小时平均风速，通过10min平均风速获得；
极大风速, 3秒采样一次的最大值，用于安全计算
❖ 风向测量
与风速同步采集
16个扇区
❖ 气温 每小时采样一次并纪录
夏季均向北移动 、冬季则向南移动；
冬季西风带的南缘地带在夏季可以变成东风带。
❖ 地形特征引起
典型：青藏高原，冬夏温度相对周围地区变化大。
2020/3/28
6
1. 风能资源
1.1 风的形成
局地环流
❖ 海陆风： 由大陆与海洋温差转变引起
海岸附近以一日为周期的海陆风，形成原因与季风相 同，但以日为周期，范围小，势力弱。
2020/3/28
12
1. 风能资源
1.2 风的测量
测量设备的安装
❖ 测风塔结构和基础，应能承受30年一遇最大风力冲击 ❖ 表面应防盐雾腐蚀
测风塔高度 测风仪数量 测风仪位置
2020/3/28
测风塔 一处 不低于轮毂高度
应有3层 10m高度； 轮毂中心高度； 10m高度整数倍
两处以上
不低于轮毂高度； 10m整数倍 至少2层 10m高度； 轮毂中心高度； 其余10m高度整数1倍3
1. 风能资源
1.2 风的测量
IEC61400-12 安装要求
2020/3/28
14
1. 风能资源
1.3 风能资源评估的参考判据
❖ 风功率密度，蕴含风速、风速分布和空气密度的影响， 是风场的综合指标
❖ 风向频率及风能密度方向分布 ❖ 风速的日变化和年变化 ❖ 湍流强度 0.10较小, 0.10~0.25中等, >0.25过大。 ❖ 极大风速（每3s采样一次的最大的风速值） ❖ 低气温（气温低于-30） ❖ 其他，雷电、电线结冰、沙暴、盐雾
E
潘家10m 潘家30m 潘家40m 气象站
2020/3/28
WSW
ESE
单位：％
SW
SE
测站静风：0％
SSW
SSE
S
气象站静风：1.2％ 气象站有误数据：0.1％
11
1. 风能资源
1.2 风的测量
测量仪器
❖ 测风仪： 风速传感器 风向传感器 数据采集器（保存不低于3个月，低温）
❖ 大气温度计 ❖ 大气压力计 ❖ 测量仪器应经过校准
2020/3/28
15
DWP
1 2n
n i 1
3 i
1. 风能资源
1.3 风能资源评估的参考判据
平均风功率密度和有效风功率密度
❖ 平均风功率密度：设定时段内的逐小时风功率密度的 平均值
DWP
1 2n
n i1
3 i
空气密度(kg/m3)
i
第i次记录到切除风速之间的