秒懂风电风向玫瑰图又称 Wind Rose,是一种极坐标统计图表。它通过 “花瓣长度” 表示某一风向的出现频率,即占观测总次数的百分比,“花瓣方向” 表示风的来向,比如 NW 代表西北风,风从西北吹向东南。
其数据基础是长期风向观测数据,通常需要 1 年以上且覆盖四季的逐时风向记录。统计时需按 16 个方位分组,每 22.5° 为一个方位,计算各风向的出现频率。
例如,南宁市2011-2025年的风向玫瑰图显示,东南风频率最高(约25%),次为东风(15%)、东北风(12%),最小风频为西风(5%),符合亚热带季风气候“夏季东南风、冬季东北风”的特征。
01风向玫瑰图的解读步骤
解读风向玫瑰图需遵循“
三步法”,从“基础认知”到“深度分析”逐步深入:
1、第一步:识别主导风向
主导风向是频率最高的风向 (花瓣最长的方向),代表该地区最常出现的风。例如,南宁市的主导风向为东南风,意味着风电场布局时需优先考虑“东南风”带来的风能资源。
需注意:若存在两个频率相近的主导风向
(如西北风与东南风频率均较高),需考虑“季风转换”特征(如南宁市夏季东南风、冬季东北风),避免单一主导风向的布局误区。
2、第二步:分析风向频率分布
风向频率分布反映“风的稳定性”:
·若某一风向频率显著高于其他方向(如南宁市东南风频率25%),说明风能资源集中,适合布局
集中式风电场;·若风向频率分散(如多个风向频率均低于10%),说明风能资源不稳定,需结合
风速玫瑰图(补充风速信息)判断是否具备开发价值。
3、第三步:结合风速与地形修正
风向玫瑰图需与风速数据 结合使用(即“风能玫瑰图”),因为“高频风向”若风速过低(如<3m/s),无法有效驱动风机发电。例如,某地区西北风频率高,但平均风速仅2m/s,其风能资源价值远低于东南风(频率20%、风速5m/s)。
此外,地形因素会显著影响风向分布(如山地阻挡导致风向偏转),需通过
实地测风(如测风塔、激光雷达)修正风向玫瑰图,避免“理论图”与“实际风况”偏差。
03风向玫瑰图在风资源评估中的工程应用
风向玫瑰图的最终目标是
服务风电场设计与运营
,其应用主要体现在以下两方面:
1、风机布局优化风机的前后间距(沿主风向)需根据风向频率调整:
例如,南宁市某风电场的主导风向为东南风,风机沿东南-西北方向排布,前后间距设为12D,有效降低了尾流损失,发电量较初始设计提升8%。
若主风向集中(如东南风频率25%),风机前后间距需增大(通常≥10倍叶轮直径,10D),以减少前排风机的
尾流效应(前排风机遮挡导致后排风机发电量下降);
若主风向分散(如多个风向频率均较高),可适当减小前后间距(≥8D),提高风场土地利用率。
2、风资源评估与预测风向玫瑰图是风资源评估的核心输入参数,通过结合
风速玫瑰图 可计算“风能功率密度”(单位面积的风能资源量),判断该地区是否具备开发价值(如风能功率密度≥200W/m2为可开发区域)。
此外,风向玫瑰图可用于
风电场功率预测 (如根据未来风向预测,调整风机偏航角度,提高发电量),例如某风电场通过风向玫瑰图预测“明日东南风为主”,提前调整风机偏航至东南方向,发电量提升10%。
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