秒懂风电在风电项目开发中,风资源测量是基础环节,测风塔(
关于风电场测风塔选址与安装,可以看一下上篇文章)作为风资源数据的核心采集载体,其测风参数是评估风电场风能潜力、开展风机布局设计与发电量预测的关键依据。
在风电风资源测量中,测风塔的测风参数可分为
基本参数、可选参数,同时需明确记录参数的采样间隔与记录规则
,具体如下:01基础测风参数(核心测量项)用于计算风能功率、大气密度,确定盛行风向,是风资源评估的基础。
1. 风速(u,单位:m/s)风速是风能公式
E=21ρu3A(ρ为空气密度,A为风机扫风面积)的核心变量,直接决定场址风能禀赋。
行业遵循 IEC 61400-12标准,以
10分钟平均风速作为基础统计周期
该尺度既过滤高频湍流脉动,又保留大气运动趋势,是机组功率曲线测试、年等效满发小时数估算的核心依据。
2. 风向(单位:°)风向用来确定风电场的盛行风向:与风速同高度测量,反映风的来流方向。
3. 温度(单位:℃)温度通过“理想气体状态方程”
ρ=RTP(P为气压,R为气体常数,T为热力学温度)直接影响
大气的空气密度,进而修正风能密度(温度升高→空气稀薄→风能密度降低)。
4. 大气压力(单位:hPa)
与温度共同构成空气密度的“双变量约束”,是高海拔场址风能密度计算的关键修正项——海拔每升高100m,气压约下降10hPa,空气密度相应降低,需通过压力数据精准量化风能衰减。
02可选参数(补充测量项)
根据项目需求可选测,用于提升风资源评估的精度或补充环境信息。
1. 太阳辐射(单位:W/m2)
反映太阳热辐射强度,影响大气热流分布。
2. 垂直风速(单位:m/s)
表征气流的垂直运动特征(如对流、山谷风垂直分量),是识别“山地涡流”“抬升气流”等复杂流场的关键。
3. 温度变化(单位:℃)
记录温度的动态波动,补充热环境信息。通过“垂直/水平温度梯度”判断大气稳定度:如
理查森数 Ri=T0?u2g?Δz?ΔT(g为重力加速度,Δz为高度差,ΔT为温度差,T0为地面温度,u为水平风速),R i分“强稳定、弱稳定、中性、弱不稳定、强不稳定”五类——稳定层结抑制湍流,降低机组载荷;不稳定层结增强湍流,却利于污染物扩散与热量交换,需在“载荷安全”与“发电效率”间权衡。
4. 湿度(单位:%)影响空气密度计算,高湿度区域需重点关注。
与温度、风速耦合评估
结冰风险 :当湿度>80%、温度∈[-5, 2]℃且风速处于2-10m/s区间时,叶片结冰概率陡增。湿度数据为“主动防冰(加热系统)”“被动防冰(涂层技术)”的选型与控制策略提供阈值边界。
03记录参数与采样间隔为保证数据的代表性和可分析性,需明确采样和记录规则:
1、平均值:取10 分钟平均值,反映时段内风况的平均水平。
2、标准偏差:基于1 秒或 2 秒样本,计算 10 分钟时段内的 “真均总标准偏差”,反映风况的波动程度。
3、最大值 / 最小值:记录1 秒或 2 秒内的极值,同时需记录对应极值的风向,用于分析极端风况。
04总结风资源评估工作全流程解析
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