风电场风能资源评估及微观选址方法
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关键词：风电场;风能资源评估;微观选址方法
1 风能资源评估
年一遇 10min 平均最大风速，提出风电场场址
a.初选风电场地区风资源良好，年平均风
风能资源评估包括三个阶段：区域的初步 风况对风电机组安全等级的要求。根据以上形 速大于 6.0- 7.0m/s，风速年变化相对较小，30m
甄选、区域风能资源评估及微观选址。
测站各月风向、风能玫瑰图，风电场测站的风切 发生频率的统计结果等。此外还应在初选场址 将场址附近测站长时间序列观测数据订正到场
变系数、湍流强度、粗糙度；通过与长期站的相 内建立测风塔,并进行至少 1 年以上的观测，主 址内的观测点上。由于 WindPro 采用 WAsP 来
关计算整理一套反映风电场长期平均水平的代 要测量 10m- 70m/100m 的 10 分钟平均风速和 计算风资源分布，该软件更适宜用于相对平坦
在风电场建设之前, 前期的微观选址工作 Application Program) 软件由丹麦 RISΦ 实验室
对测风资料进行三性分析，包括代表性， 是关键而重要的一步。风电场场址恰当与否直 开发，是基于比较平坦的地形设计的，可以由一
一致性，完整性；测风时间应保证至少一周年， 接影响电厂建成投产后的风资源利用率、风电 个测风观测塔推算周围 100km2 范围内的风能
表数据。综合考虑风电场地形、地表粗糙度、障 风向、日平均气温、日最高和最低气温、日平均 地形上的风电场选址及风资源评估。
碍物等，并合理利用风电场各测站订正后的测 气压以及 10 分钟脉动风速平均值。这些风速的
参考文献
风资料，利用专业风资源评估软件（WASP、 测量主要是为了根据风机功率曲线计算发电 [1]杨振斌,薛桁,袁春红,孙振泽.用于风电场选址
科技论坛
风电场风能资源评估及微观选址方法
高兴建 （黑龙江华富风力发电穆棱有限责任公司,黑龙江 穆棱 157wk.baidu.com00）
摘 要：风能资源评估是整个风电场建设、运行的重要环节，是风电项目的根本，对风能资源的正确评估是风电场建设取得良好经济效益的关键， 有的风电场建设因风能资源评价失误，建成的风电场达不到预期的发电量，造成很大的经济损失。本文主要针对风能资源评估及微观选址进行了分析
根据有关标准在场址中立塔测风。测风塔位置 个输入文件，包括：轮毂高度的风资源栅格文 场内地势相对平坦，交通便利，风电上网条件较
的选择要选具有代表整个风电场的风资源状 件、测风高度的风资源栅格文件及测风高度的 好，并最好远离自然保护区、人类居住区、候鸟
况，具体做法：根据现场地形情况结合地形图， 风资源风频表文件。采用关联的方法在 Wind- 保护区及候鸟迁徙路径等。
离区和粗糙度的过渡线区域，即测风塔附近应 形图，输入风电场空气密度下的风机功率曲线 宜通过台站观测数据来订正到初选场址，可以
无高大建筑物、地形较陡、树木等障碍物，与单 及推力曲线，设定风机的布置范围及风机数量， 通过如下方法对场址内风资源情形进行评估：
个障碍物距离应大于障碍物高度的 3 倍，与成 设定粗糙度、湍流强度、风机最小间距、坡度、噪 地形地貌特征判别法、植物变形判别法、风成地
度，风电场测站全年风速和风功率日变化曲线 历史观测数据,主要包括：海拔高度、风速及风 分布情形，并对风电场内风机排布进行优化选
图，风电场测站全年风速和风功率年变化曲线 向、平均风速及最大风速、气压、相对湿度、年降 址，同时可以对风机定位工作后产生的噪声、闪
图，风电场测站全年风向、风能玫瑰图，风电场 雨量、气温及端最高最低气温以及灾害性天气 烁及可视区域进行计算。WindPro 软件还可以
WindFarmer 等），绘制风电场预装风电机组轮 量,并计算场址区域的地表动力学摩擦速度。对 的风能资源评估软件[J].气象科技,2001(3).
毂高度风能资源分布图，结合风电机组功率曲 测风塔数据进行整理分析，并将附近气象台站 [2]于力强,苏蓬.风电场选址问题综述[J].中国新
线计算各风机的发电量。按照国家标准《风力发 观测的风向风速数据订正到初选场址区域。分 技术新产品,2009(7).
目前，国内微观选址通常采用国际上较为 向稳定可以增大风能的利用率、延长风机的使
据现有的风能资源分布图及气象站的风资源情 流行的风电场设计软件 WASP 及 WindFarmer 用寿命。c.初选场址湍流强度要小，湍流强度过
况结合地形从一个相对较大的区域中筛选较好 进行风况建模，建模过程如下：
大会使风机振动受力不均，降低风机使用寿命，
测风资料有效数据完整率应满足大于 90％，资 场年发电量以及风电场对周围环境等的影响。 资源分布。WasP 软件对风能资源评估适用于区
料缺失的时段应尽量小（小于一周）。根据风场 风电场微观选址工作涉及了气象、地质、交通、 域面积小，地形相对平坦地区 。b.WindPro：
测风数据处理形成的资料和长期站（气象站、海 电力等诸多领域，以下简单论述选址工作的基 WindPro 软件是丹麦 EMD 公司设计的一款用
洋站）的测风资料，按照国家标准《风电场风资 本方法。
于风电场选址及风资源评估的软件。考虑初选
源评估方法》（GB/T 18710- 2002） 计算风电机
2.1 资料分析法
场址地形、地表粗糙度及障碍物，以及测风塔观
组轮毂高度处代表年平均风速，平均风功率密
首先搜集初选风电场址周围气象台站的 测数据运用 WAsP 计算风电场范围内风能资源
的风能资源区域，到现场进行勘探，结合地形地
根据风电场各测站订正后的测风资料、地 甚至会毁坏风机。d.初选场址内自然灾害发生
貌和树木等标志物在万分之一地形图上确定风 形图、粗糙度，利用轮毂高度的风资源栅格文件 频率要低，对于强风暴、沙尘暴、雷暴、地震、泥
电场的开发范围。 风电场场址初步选定后，应 满足精度及高度要求的 WindFarmer 软件的三 石流多发地区不适宜建立风电场。e.所选风电
高度一样，应不低于风机轮毂高度的 2/3，一般 采用粘性涡漩尾流模型对风电场每台风机发电 目前，最常用的风电场微观选址及风资源评估
分三层以上测风。
量及尾流损失的精确计算。
的软件有：
1.2 区域风资源评估
2 微观选址的基本方法
a.WAsP：WAsP (Wind Atlas Analysis and
区域风资源评估内容包括：
电机组 安全要求》（GB 1845.1- 2001） 计算风 析气象观测数据及场址地表特征，根据以下条 [3]韩春福,南明君.基于 WAsP 的风电场风能资
电场预装风电机组轮毂高度处湍流强度和 50 件判断初选区域是否适宜建立风电场：
源评估的应用及分析[J].能源工程,2009(4).
－26－
随着数值模拟技术的快速发展, 也由于资
定：对于较为简单、平坦地形，可选一处安装测 勘定点，根据现场地形地貌条件和施工安装条 料分析法在资料的时空分辨率方面具有一定局
风设备；对于地形较为复杂的风场，要根据地形 件进行了机位微调，并利用 GPS 测得新的坐 限性, 越来越多的高分辨率气象模式及流体力
分片布置测风点。测风高度要最好风机的轮毂 标，然后将现场的定点坐标输入 windfarmer 中， 学计算软件被应用到风电场微观选址工作中.
成的各种参数，对风电场风能资源进行评估，以 高度处的年有效风力时数在 6000 小时以上，风
1.1 区域的初步甄选
判断风电场是否具有开发价值。
功率密度达到 250W/m2 以上。b.初选场址全年
建设风电场最基本的条件是要有能量丰
1.3 微观选址
盛行风向稳定，主导风向频率在 30%以上。风
富，风向稳定的风能资源。区域的初步甄选是根
在地形图上初步选定可安装风机的位置，测风 Farmer 软件中输入 WASP 软件形成的三个文
2.2 实际调研
塔要立于安装风机较多的地方，如地形较复杂 件，输入三维的数字化地形图 (1:10000 或 1:
以上方法主要针对条件较好区域, 如果某
要分片布置立测风塔，测风塔不能立于风速分 5000)，地形复杂的山地风电场应采用 1:5000 地 些地区缺少历史测风数据，同时地形复杂，不适
排障碍物距离应保持在障碍物最大高度的 10 声等，考虑风电场发电量的各种折减系数，采用 貌判别法、当地居民调查判别法。
倍以上；测风塔位置应选择在风场主风向的上 修正 PARK 尾流模型进行风机优化排布。
2.3 微尺度模式的应用
风向位置。测风塔数量依风场地形复杂程度而
根据优化结果的坐标，利用 GPS 到现场踏
1 风能资源评估
年一遇 10min 平均最大风速，提出风电场场址
a.初选风电场地区风资源良好，年平均风
风能资源评估包括三个阶段：区域的初步 风况对风电机组安全等级的要求。根据以上形 速大于 6.0- 7.0m/s，风速年变化相对较小，30m
甄选、区域风能资源评估及微观选址。
测站各月风向、风能玫瑰图，风电场测站的风切 发生频率的统计结果等。此外还应在初选场址 将场址附近测站长时间序列观测数据订正到场
变系数、湍流强度、粗糙度；通过与长期站的相 内建立测风塔,并进行至少 1 年以上的观测，主 址内的观测点上。由于 WindPro 采用 WAsP 来
关计算整理一套反映风电场长期平均水平的代 要测量 10m- 70m/100m 的 10 分钟平均风速和 计算风资源分布，该软件更适宜用于相对平坦
在风电场建设之前, 前期的微观选址工作 Application Program) 软件由丹麦 RISΦ 实验室
对测风资料进行三性分析，包括代表性， 是关键而重要的一步。风电场场址恰当与否直 开发，是基于比较平坦的地形设计的，可以由一
一致性，完整性；测风时间应保证至少一周年， 接影响电厂建成投产后的风资源利用率、风电 个测风观测塔推算周围 100km2 范围内的风能
表数据。综合考虑风电场地形、地表粗糙度、障 风向、日平均气温、日最高和最低气温、日平均 地形上的风电场选址及风资源评估。
碍物等，并合理利用风电场各测站订正后的测 气压以及 10 分钟脉动风速平均值。这些风速的
参考文献
风资料，利用专业风资源评估软件（WASP、 测量主要是为了根据风机功率曲线计算发电 [1]杨振斌,薛桁,袁春红,孙振泽.用于风电场选址
科技论坛
风电场风能资源评估及微观选址方法
高兴建 （黑龙江华富风力发电穆棱有限责任公司,黑龙江 穆棱 157wk.baidu.com00）
摘 要：风能资源评估是整个风电场建设、运行的重要环节，是风电项目的根本，对风能资源的正确评估是风电场建设取得良好经济效益的关键， 有的风电场建设因风能资源评价失误，建成的风电场达不到预期的发电量，造成很大的经济损失。本文主要针对风能资源评估及微观选址进行了分析
根据有关标准在场址中立塔测风。测风塔位置 个输入文件，包括：轮毂高度的风资源栅格文 场内地势相对平坦，交通便利，风电上网条件较
的选择要选具有代表整个风电场的风资源状 件、测风高度的风资源栅格文件及测风高度的 好，并最好远离自然保护区、人类居住区、候鸟
况，具体做法：根据现场地形情况结合地形图， 风资源风频表文件。采用关联的方法在 Wind- 保护区及候鸟迁徙路径等。
离区和粗糙度的过渡线区域，即测风塔附近应 形图，输入风电场空气密度下的风机功率曲线 宜通过台站观测数据来订正到初选场址，可以
无高大建筑物、地形较陡、树木等障碍物，与单 及推力曲线，设定风机的布置范围及风机数量， 通过如下方法对场址内风资源情形进行评估：
个障碍物距离应大于障碍物高度的 3 倍，与成 设定粗糙度、湍流强度、风机最小间距、坡度、噪 地形地貌特征判别法、植物变形判别法、风成地
度，风电场测站全年风速和风功率日变化曲线 历史观测数据,主要包括：海拔高度、风速及风 分布情形，并对风电场内风机排布进行优化选
图，风电场测站全年风速和风功率年变化曲线 向、平均风速及最大风速、气压、相对湿度、年降 址，同时可以对风机定位工作后产生的噪声、闪
图，风电场测站全年风向、风能玫瑰图，风电场 雨量、气温及端最高最低气温以及灾害性天气 烁及可视区域进行计算。WindPro 软件还可以
WindFarmer 等），绘制风电场预装风电机组轮 量,并计算场址区域的地表动力学摩擦速度。对 的风能资源评估软件[J].气象科技,2001(3).
毂高度风能资源分布图，结合风电机组功率曲 测风塔数据进行整理分析，并将附近气象台站 [2]于力强,苏蓬.风电场选址问题综述[J].中国新
线计算各风机的发电量。按照国家标准《风力发 观测的风向风速数据订正到初选场址区域。分 技术新产品,2009(7).
目前，国内微观选址通常采用国际上较为 向稳定可以增大风能的利用率、延长风机的使
据现有的风能资源分布图及气象站的风资源情 流行的风电场设计软件 WASP 及 WindFarmer 用寿命。c.初选场址湍流强度要小，湍流强度过
况结合地形从一个相对较大的区域中筛选较好 进行风况建模，建模过程如下：
大会使风机振动受力不均，降低风机使用寿命，
测风资料有效数据完整率应满足大于 90％，资 场年发电量以及风电场对周围环境等的影响。 资源分布。WasP 软件对风能资源评估适用于区
料缺失的时段应尽量小（小于一周）。根据风场 风电场微观选址工作涉及了气象、地质、交通、 域面积小，地形相对平坦地区 。b.WindPro：
测风数据处理形成的资料和长期站（气象站、海 电力等诸多领域，以下简单论述选址工作的基 WindPro 软件是丹麦 EMD 公司设计的一款用
洋站）的测风资料，按照国家标准《风电场风资 本方法。
于风电场选址及风资源评估的软件。考虑初选
源评估方法》（GB/T 18710- 2002） 计算风电机
2.1 资料分析法
场址地形、地表粗糙度及障碍物，以及测风塔观
组轮毂高度处代表年平均风速，平均风功率密
首先搜集初选风电场址周围气象台站的 测数据运用 WAsP 计算风电场范围内风能资源
的风能资源区域，到现场进行勘探，结合地形地
根据风电场各测站订正后的测风资料、地 甚至会毁坏风机。d.初选场址内自然灾害发生
貌和树木等标志物在万分之一地形图上确定风 形图、粗糙度，利用轮毂高度的风资源栅格文件 频率要低，对于强风暴、沙尘暴、雷暴、地震、泥
电场的开发范围。 风电场场址初步选定后，应 满足精度及高度要求的 WindFarmer 软件的三 石流多发地区不适宜建立风电场。e.所选风电
高度一样，应不低于风机轮毂高度的 2/3，一般 采用粘性涡漩尾流模型对风电场每台风机发电 目前，最常用的风电场微观选址及风资源评估
分三层以上测风。
量及尾流损失的精确计算。
的软件有：
1.2 区域风资源评估
2 微观选址的基本方法
a.WAsP：WAsP (Wind Atlas Analysis and
区域风资源评估内容包括：
电机组 安全要求》（GB 1845.1- 2001） 计算风 析气象观测数据及场址地表特征，根据以下条 [3]韩春福,南明君.基于 WAsP 的风电场风能资
电场预装风电机组轮毂高度处湍流强度和 50 件判断初选区域是否适宜建立风电场：
源评估的应用及分析[J].能源工程,2009(4).
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随着数值模拟技术的快速发展, 也由于资
定：对于较为简单、平坦地形，可选一处安装测 勘定点，根据现场地形地貌条件和施工安装条 料分析法在资料的时空分辨率方面具有一定局
风设备；对于地形较为复杂的风场，要根据地形 件进行了机位微调，并利用 GPS 测得新的坐 限性, 越来越多的高分辨率气象模式及流体力
分片布置测风点。测风高度要最好风机的轮毂 标，然后将现场的定点坐标输入 windfarmer 中， 学计算软件被应用到风电场微观选址工作中.
成的各种参数，对风电场风能资源进行评估，以 高度处的年有效风力时数在 6000 小时以上，风
1.1 区域的初步甄选
判断风电场是否具有开发价值。
功率密度达到 250W/m2 以上。b.初选场址全年
建设风电场最基本的条件是要有能量丰
1.3 微观选址
盛行风向稳定，主导风向频率在 30%以上。风
富，风向稳定的风能资源。区域的初步甄选是根
在地形图上初步选定可安装风机的位置，测风 Farmer 软件中输入 WASP 软件形成的三个文
2.2 实际调研
塔要立于安装风机较多的地方，如地形较复杂 件，输入三维的数字化地形图 (1:10000 或 1:
以上方法主要针对条件较好区域, 如果某
要分片布置立测风塔，测风塔不能立于风速分 5000)，地形复杂的山地风电场应采用 1:5000 地 些地区缺少历史测风数据，同时地形复杂，不适
排障碍物距离应保持在障碍物最大高度的 10 声等，考虑风电场发电量的各种折减系数，采用 貌判别法、当地居民调查判别法。
倍以上；测风塔位置应选择在风场主风向的上 修正 PARK 尾流模型进行风机优化排布。
2.3 微尺度模式的应用
风向位置。测风塔数量依风场地形复杂程度而
根据优化结果的坐标，利用 GPS 到现场踏