風(fēng)電場風(fēng)資源評(píng)估與選址交流

1、風(fēng)電場風(fēng)資源評(píng)估與選址交流匯報(bào)目錄上午第一篇 風(fēng)能資源評(píng)估下午第一篇 風(fēng)電場風(fēng)機(jī)選型和發(fā)電量估算第二篇 風(fēng)資源評(píng)估常用軟件介紹第三篇 風(fēng)電場微觀選址第四篇 地形、氣候?qū)︼L(fēng)的影響第一篇 風(fēng)電場風(fēng)機(jī)選型和發(fā)電量估算1.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型1.2 不同機(jī)型發(fā)電量估算1.3 不同機(jī)型綜合經(jīng)濟(jì)比較1.4 機(jī)型選擇推薦意見1.5 風(fēng)電機(jī)組布置推薦方案1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型 1.1.1 風(fēng)能資源分析通過對(duì)測風(fēng)塔的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出代表年50m80m高度的年平均風(fēng)速、風(fēng)功率密度。根據(jù)?風(fēng)電場風(fēng)能資源測量方法?GB-T18710-2002可以判斷風(fēng)功率密度等級(jí)，一般來說，風(fēng)功率密度到達(dá)3級(jí)以上，風(fēng)電場才有開發(fā)價(jià)

2、值。各測風(fēng)塔的風(fēng)能主要集中某幾個(gè)扇區(qū)，盛行風(fēng)向穩(wěn)定，才有利于風(fēng)能資源的有效利用。根據(jù)風(fēng)電場6585m輪轂高度處50年一遇最大風(fēng)速，風(fēng)電場風(fēng)機(jī)輪轂高度處15m/s風(fēng)速區(qū)間的湍流強(qiáng)度，判定風(fēng)電場工程可以選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組類別。1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型 1.1.1 風(fēng)能資源分析 風(fēng)力機(jī)等級(jí)的根本參數(shù) 1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型 1.1.2 機(jī)型范圍初選國內(nèi)外風(fēng)電場工程的經(jīng)驗(yàn)說明，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，對(duì)于一個(gè)場區(qū)的風(fēng)電場，單機(jī)容量選擇在某個(gè)確定的范圍內(nèi)，工程的經(jīng)濟(jì)性會(huì)相對(duì)較高。在進(jìn)行單機(jī)容量選擇時(shí)，首先應(yīng)確定一個(gè)適合于本工程的容量范圍，然后在該范圍內(nèi)選擇一種技術(shù)成熟、市場業(yè)績良好并且經(jīng)濟(jì)性較高的機(jī)型。1.1

3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型 1.1.2 機(jī)型范圍初選風(fēng)電機(jī)組選型要考慮的幾個(gè)因素一、風(fēng)輪輸出功率控制方式風(fēng)輪輸出功率控制方式分為失速調(diào)節(jié)和變槳距調(diào)節(jié)兩種。兩種控制方式各有利弊，各自適應(yīng)不同的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行要求。變速變槳距機(jī)型比定速定槳距機(jī)型更具優(yōu)越性，它不僅能在低風(fēng)速時(shí)能夠根據(jù)風(fēng)速變化，在運(yùn)行中保持最正確葉尖速比以獲得最大風(fēng)能；也能在高風(fēng)速時(shí)根據(jù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的變化，儲(chǔ)存或釋放局部能量，提高傳動(dòng)系統(tǒng)的柔性，使功率輸出更加平穩(wěn)。從目前市場情況看，采用變槳距調(diào)節(jié)方式的風(fēng)電機(jī)組居多。二、風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行方式風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行方式分為變速運(yùn)行與恒速運(yùn)行。恒速運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組的好處是控制簡單，可靠性好。缺點(diǎn)是由于轉(zhuǎn)速根本恒定，

4、而風(fēng)速經(jīng)常變化，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組經(jīng)常工作在風(fēng)能利用系數(shù)(Cp)較低的點(diǎn)上，風(fēng)能得不到充分利用。變速運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組一般采用雙饋異步發(fā)電機(jī)或多極永磁同步發(fā)電機(jī)。變速運(yùn)行方式通過控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能使風(fēng)力機(jī)的葉尖速比接近最正確，從而最大限度的利用風(fēng)能，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率。1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型 1.1.2 機(jī)型范圍初選風(fēng)電機(jī)組選型要考慮的幾個(gè)因素三、發(fā)電機(jī)的類型發(fā)電機(jī)的類型包括異步發(fā)電機(jī)、雙饋感應(yīng)型發(fā)電機(jī)和多極永磁同步電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)大多采用普通的異步發(fā)電機(jī)，正常運(yùn)行中在發(fā)出有功功率的同時(shí)，需要從電力系統(tǒng)吸收一定的無功功率才能正常運(yùn)行(機(jī)端的電容補(bǔ)償只能減少從電力系統(tǒng)吸收無功功率的數(shù)量)，雙

5、饋感應(yīng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)(COS)可以在+0.95-0.95之間變化，也就是說可以根據(jù)電網(wǎng)的需要發(fā)出或者吸收無功功率，改善當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的電壓質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。四、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傳動(dòng)方式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)方式包括齒輪傳動(dòng)方式與無齒輪箱直驅(qū)方式。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)大多采用齒輪傳動(dòng)，本錢較低，但是降低了風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率、產(chǎn)生噪音，是造成機(jī)械故障的主要原因，而且為了減少機(jī)械磨損需要潤滑清洗等定期維護(hù)。采用無齒輪箱的直驅(qū)方式有效地提高了系統(tǒng)的效率以及運(yùn)行可靠性，但同時(shí)也提高了電機(jī)的設(shè)計(jì)本錢。1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型 1.1.2 機(jī)型范圍初選根據(jù)風(fēng)電場址的地形、地質(zhì)特點(diǎn)、風(fēng)資源分布情況，以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

6、技術(shù)成熟、先進(jìn)、可靠等要求，選擇多種適合的機(jī)型，按單一機(jī)型方案進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的優(yōu)化布置。1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型 1.1.3 風(fēng)電機(jī)組總體布置布置機(jī)位時(shí)需要考慮地形地貌、主導(dǎo)風(fēng)向與主導(dǎo)風(fēng)能方向、地面障礙物等影響因素。具體布置時(shí)因地制宜，根據(jù)風(fēng)電場地形條件、建設(shè)規(guī)模、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的型號(hào)及裝機(jī)的臺(tái)數(shù)進(jìn)行優(yōu)化布置，實(shí)現(xiàn)在有限的場區(qū)范圍內(nèi)到達(dá)最大的上網(wǎng)發(fā)電量和最低本錢的目標(biāo)。在軟件優(yōu)化的根底上手工調(diào)整風(fēng)機(jī)位置，調(diào)整風(fēng)機(jī)與防護(hù)林、村莊、線纜等地物之間的距離，考慮風(fēng)機(jī)的相對(duì)集中布置，同時(shí)將尾流效應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，以充分利用土地資源與風(fēng)資源，減少集電線路長度，方便運(yùn)輸安裝。1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型 1.1.

7、4 輪轂高度優(yōu)化計(jì)算各機(jī)型不同輪轂安裝高度下的發(fā)電量，隨著輪轂高度增加，發(fā)電量增加的同時(shí)風(fēng)機(jī)與塔架的運(yùn)輸與安裝難度增大，塔筒與根底加固引起的根本投資增加。結(jié)合各風(fēng)機(jī)廠家現(xiàn)在的生產(chǎn)情況、技術(shù)成熟程度和裝機(jī)運(yùn)行平安可靠性等因素對(duì)不同機(jī)型不同輪轂高度的發(fā)電量與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合比較，推薦比選的幾種機(jī)型的輪轂安裝高度 。 1.2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.1 年理論發(fā)電量及單機(jī)尾流的計(jì)算根據(jù)各機(jī)型單一機(jī)組的布置方案，利用軟件，計(jì)算各種風(fēng)機(jī)的年凈發(fā)電量尾流折減后，并計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的尾流損失。 1.2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.2 空氣密度修正系數(shù)由于風(fēng)功率密度與空氣密度成正比，在相同的風(fēng)速條件下，空氣密度

8、不同那么風(fēng)電機(jī)組出力不一樣，風(fēng)電場年上網(wǎng)電量估算應(yīng)進(jìn)行空氣密度修正。因此需要對(duì)軟件在標(biāo)準(zhǔn)空氣密度條件下計(jì)算得到的發(fā)電量進(jìn)行修正。原理上可根據(jù)風(fēng)功率密度與空氣密度成正比的特點(diǎn)，將標(biāo)準(zhǔn)空氣密度對(duì)應(yīng)下的功率曲線估算的結(jié)果乘以空氣密度修正系數(shù)進(jìn)行空氣密度修正。當(dāng)實(shí)測空氣密度偏離標(biāo)準(zhǔn)空氣密度較大時(shí)，按正比關(guān)系進(jìn)行修正的誤差較大。根據(jù)風(fēng)電場具體風(fēng)資源情況，結(jié)合各機(jī)型的功率曲線，計(jì)算不同機(jī)型在對(duì)應(yīng)輪轂高度處能到達(dá)額定功率前的理論發(fā)電量所占比例，僅對(duì)風(fēng)機(jī)滿發(fā)前的發(fā)電量按照空氣密度正比關(guān)系修正進(jìn)行折減。 1.2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.3 控制和湍流折減風(fēng)電機(jī)組隨風(fēng)速風(fēng)向的變化不斷調(diào)整機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)際運(yùn)行

9、中機(jī)組控制總是落后于風(fēng)的變化，使風(fēng)機(jī)的輸出功率減小。根據(jù)風(fēng)電場湍流強(qiáng)度值大小情況，對(duì)控制和湍流折減系數(shù)取值，控制和湍流系數(shù)一般取97%左右。 1.2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.4 葉片污染折減葉片表層污染使葉片外表粗糙度提高，翼型的氣動(dòng)性能下降。根據(jù)風(fēng)電場風(fēng)沙、降雨量大小、夏季昆蟲多少、冬季葉片結(jié)冰等情況，判斷可能造成的葉片污染程度，對(duì)葉片污染折減系數(shù)取值，一般污染系數(shù)取97%左右。 1.2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.5 風(fēng)電機(jī)組利用率風(fēng)力機(jī)維護(hù)的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟(jì)效益的上下；風(fēng)力機(jī)本身性能的好壞，也要通過維護(hù)檢修來保持，維護(hù)工作及時(shí)有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障發(fā)生機(jī)率，提高風(fēng)

10、機(jī)運(yùn)行效率。風(fēng)機(jī)維護(hù)可分為定期檢修和日常排故維護(hù)兩種方式。考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障、檢修對(duì)發(fā)電效率的影響，將常規(guī)檢修安排在小風(fēng)月，根據(jù)目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造水平和已建風(fēng)電場的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一般風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可利用率為95%。 1.2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.6 功率曲線折減考慮到風(fēng)電機(jī)組廠家對(duì)功率曲線的保證率一般為95%，在計(jì)算發(fā)電量時(shí)應(yīng)予以考慮，因此取風(fēng)電機(jī)組功率曲線保證率95%。 1.2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.7 場用電、線損等能量損耗根據(jù)風(fēng)電場地形復(fù)雜程度，地勢起伏情況，集電線路能量損耗大小。估算場用電和輸電線路、機(jī)組變電站損耗占總發(fā)電量的百分比，一般能量損耗系數(shù)為95%左右。 1.

11、2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.8 氣候影響停機(jī)根據(jù)風(fēng)電場區(qū)域冬季低溫氣溫天數(shù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組適應(yīng)的溫度范圍等情況，當(dāng)風(fēng)場的氣溫超出它的適應(yīng)范圍，風(fēng)機(jī)將不再發(fā)電。低溫環(huán)境下，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率有所下降，且風(fēng)機(jī)停機(jī)再啟動(dòng)需要溫度上升區(qū)間。另外當(dāng)氣溫下降到-10時(shí)風(fēng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)也將會(huì)受到影響，0以下葉片外表結(jié)冰也會(huì)影響風(fēng)機(jī)翼型的氣動(dòng)性能，使發(fā)電量降低。一般北方寒冷地區(qū)風(fēng)電場低溫氣候影響折減按95%左右考慮。1.2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.9 總折減系數(shù)根據(jù)上述各項(xiàng)折減系數(shù)，計(jì)算出不同機(jī)型對(duì)應(yīng)的總折減系數(shù)。1.2不同機(jī)型發(fā)電量估算 1.2.10 年上網(wǎng)電量測算根據(jù)風(fēng)電場各種機(jī)型風(fēng)機(jī)年理論發(fā)電量扣除上述發(fā)電

12、量損失，即得出年上網(wǎng)發(fā)電量 ，從發(fā)電量指標(biāo)角度，對(duì)各種機(jī)型進(jìn)行比較。 1.3不同機(jī)型綜合經(jīng)濟(jì)比較 評(píng)價(jià)一種機(jī)型的優(yōu)劣，不能僅從發(fā)電量和等效利用小時(shí)來考慮，應(yīng)綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來評(píng)價(jià)。除發(fā)電量外，風(fēng)電機(jī)組的價(jià)格、塔架、底座、箱變、電纜、公路以及變電站等也都是影響機(jī)型方案選擇的重要因素。對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行綜合指標(biāo)比較，以最終確定風(fēng)電場機(jī)組選型。 1.4機(jī)型選擇推薦意見確定風(fēng)電工程機(jī)型最終推薦意見，主要考慮三個(gè)因素：一是所推薦機(jī)型方案的發(fā)電量指標(biāo)優(yōu)越；二是該方案投資經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理，抗風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)；三是該方案上網(wǎng)電價(jià)低，即考慮綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越的機(jī)型方案。根據(jù)風(fēng)機(jī)在發(fā)電量、機(jī)組投資、上網(wǎng)電價(jià)等各項(xiàng)綜合指標(biāo)上的明顯

13、的優(yōu)勢，推薦一種風(fēng)機(jī)作為選擇方案，以此作為進(jìn)一步工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。 1.5風(fēng)電機(jī)組布置推薦方案 對(duì)優(yōu)選的機(jī)型進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化布置，考慮整體規(guī)劃的影響，以獲得較大發(fā)電量和最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益為原那么，既要保證風(fēng)機(jī)間距以減小尾流損失又要考慮風(fēng)機(jī)的相對(duì)集中布置以減少集電線路及道路的投資；不僅考慮每個(gè)機(jī)位最優(yōu)，而且考慮各風(fēng)機(jī)之間的相互影響與風(fēng)機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行的平安性，從而保證整個(gè)風(fēng)電場的發(fā)電量最大，效益最好。第二篇 風(fēng)資源評(píng)估常用軟件介紹2.1 WAsP 2.2 WindFarmer 2.3 WindPro 2.4 WindSim 第二篇 風(fēng)資源評(píng)估常用軟件介紹隨著數(shù)值模擬技術(shù)的快速開展,也由于資料分析法在資料的時(shí)

14、空分辨率方面具有一定局限性,越來越多的高分辨率氣象模式及流體力學(xué)計(jì)算軟件被應(yīng)用到風(fēng)電場微觀選址工作中.目前，最常用的風(fēng)電場微觀選址及風(fēng)資源評(píng)估的軟件有：1 WAsP 2 WindFarmer 3 WindPro 4 WindSim 2.1WAsP1. WAsP：WAsP(Wind Atlas Analysis and Application Program)軟件由丹麥RIS實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，是基于比較平坦的地形設(shè)計(jì)的，可以由一個(gè)測風(fēng)塔推算周圍100km2范圍內(nèi)的風(fēng)能資源分布。WasP軟件對(duì)風(fēng)能資源評(píng)估適用于區(qū)域面積小，地形相對(duì)平坦地區(qū)。WAsP可以計(jì)算定風(fēng)機(jī)的發(fā)電量，可以生成風(fēng)資源柵格文件，實(shí)際應(yīng)用

15、中往往和其它軟件配合使用。2.1WAsP2.1WAsPWASP的主要功能可由以下四局部組成：1、 原始數(shù)據(jù)的分析 原始數(shù)據(jù)的分析主要是指氣象數(shù)據(jù)的分析，可對(duì)任何時(shí)間序列氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。將原始數(shù)據(jù)編輯成直方圖表，即為WASP氣象數(shù)據(jù)輸入。原始數(shù)據(jù)還可依韋伯分布參數(shù)來進(jìn)行分析。通 過人為定義上下限，WASP將所輸入的風(fēng)速風(fēng)向進(jìn)行歸類。風(fēng)速分為四個(gè)等級(jí)：靜風(fēng)(無風(fēng))、有效風(fēng)、超限風(fēng)、讀數(shù)錯(cuò)誤等，主要是有效風(fēng)區(qū)域內(nèi)的統(tǒng)計(jì)值參與 計(jì)算，單位m/s。風(fēng)向分為12個(gè)等分，自北向東順時(shí)針計(jì)算，每一等分為30，稱為一個(gè)扇區(qū)，在整個(gè)計(jì)算過程中，所有的考慮因素都是依照該分類來定方位 并進(jìn)行計(jì)算。2、 風(fēng)圖譜數(shù)據(jù)的

16、產(chǎn)生 表示風(fēng)速的直方圖表可以轉(zhuǎn)換成圖譜數(shù)據(jù)組。該直方圖表可從原始數(shù)據(jù)分析中得出，或者可直接由標(biāo)準(zhǔn)的氣象表輸入，在風(fēng)圖譜數(shù)據(jù)組中，風(fēng)觀察測量按場地的特殊地形條件關(guān)系而得到“凈化，呈現(xiàn)其真實(shí)量。 3、 風(fēng)氣候估算 應(yīng)用由WASP計(jì)算產(chǎn)生的風(fēng)圖譜數(shù)據(jù)組(或由其它途徑產(chǎn)生的)通過進(jìn)行產(chǎn)生風(fēng)圖譜的逆運(yùn)算步驟可估算出任何特殊點(diǎn)的風(fēng)氣候。風(fēng)氣候按韋伯分布參數(shù)及風(fēng)的扇區(qū)分布情況而估算。4、 潛在風(fēng)能估算 可計(jì)算平均風(fēng)的總能量值。此外，還可估算出風(fēng)力機(jī)的實(shí)際年平均產(chǎn)量，這由給WASP提供相應(yīng)風(fēng)力機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)功率曲線而計(jì)算。2.2WindFarmerGH WindFarmer是有效的風(fēng)電場設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件工具。它綜合了各

17、方面的數(shù)據(jù)處理、風(fēng)電場評(píng)估，并集成在一個(gè)程序中快速精確地計(jì)算處理。用戶可以通過GH WindFarmer自動(dòng)有效地進(jìn)行風(fēng)電場布局優(yōu)化，使其產(chǎn)能最大化并符合環(huán)境、技術(shù)和建造的要求。GH WindFarmer可生成高質(zhì)量風(fēng)電場環(huán)境影響評(píng)估文檔，包括噪音、陰影閃爍shadow flicker、視覺影響、雷達(dá)、累積影響。風(fēng)電場的視覺影響可以通過采用動(dòng)態(tài)或靜態(tài)視覺圖像、虛擬漫游Fly-through或集錦照片的方式演示。GH WindFarmer有中文、英文、德文、法文等多種語言版本，全球24小時(shí)具有技術(shù)支持。2.2WindFarmer2.2WindFarmerGH WindFarmer包含以下幾個(gè)功能

18、模塊：a根底模塊：根底模塊是GH WindFarmer的核心，具有所有設(shè)計(jì)風(fēng)電場必須的根本功能，主要包括：地圖處理、風(fēng)電場邊界定義、風(fēng)機(jī)工作室、風(fēng)電場尾流損失模型、電量計(jì)算選項(xiàng)、自動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化、噪音影響模型、電量、風(fēng)速、噪音和地面傾斜地圖、多個(gè)風(fēng)電場獨(dú)立和累積分析、與WAsP和其他風(fēng)力流動(dòng)模型軟件的連接界面。b可視化模塊：可視化模塊用于在實(shí)際建造前模擬和演示風(fēng)電場的視覺效果，包括視覺影響區(qū)域分析，虛擬現(xiàn)實(shí)，虛擬漫游，集錦照片等。cMCP+模塊：MCP+模塊提供了所有測量風(fēng)力數(shù)據(jù)的評(píng)估工具，測量數(shù)據(jù)的時(shí)間序列可以輸出成圖形和文件并與長期風(fēng)資源數(shù)據(jù)形成關(guān)聯(lián)。d紊流強(qiáng)度模塊：紊流強(qiáng)度模塊提供高級(jí)用戶先

19、進(jìn)的風(fēng)力流動(dòng)、風(fēng)機(jī)性能和風(fēng)機(jī)負(fù)載模型。e金融模塊：金融模塊可以對(duì)風(fēng)能工程設(shè)計(jì)規(guī)劃階段進(jìn)行金融評(píng)估，用戶可以采用自己的金融模型或軟件中自帶的金融模型。f電力模塊：電力模塊用于設(shè)計(jì)風(fēng)電場的電力規(guī)劃，包括對(duì)于變壓器、電力電纜的超載檢查和計(jì)算電力損耗。g陰影閃爍模塊：陰影閃爍模塊計(jì)算所給出的布局圖和地形圖中所產(chǎn)生的陰影閃爍。確定風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的陰影閃爍機(jī)理和時(shí)間間隔。2.3WindProWindPRO是丹麥EMD公司開發(fā)的風(fēng)電場規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件，經(jīng)過20多年的開展，WindPRO已成為使用最廣泛、用戶界面最友好的風(fēng)能資源評(píng)估與風(fēng)電場設(shè)計(jì)軟件之一。WindPRO是基于對(duì)象的模塊化軟件，除了根本的BASIS模塊外，

20、用戶可根據(jù)需要和預(yù)算自由選擇模塊。WindPRO以WAsP為計(jì)算引擎，相對(duì)于單獨(dú)使用WAsP，WindPRO與WAsP聯(lián)合使用具有許多優(yōu)點(diǎn)：如方便靈活的測風(fēng)數(shù)據(jù)分析手段，用戶可以方便地剔除無效測風(fēng)數(shù)據(jù)，并對(duì)不同高度的測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，尋求相關(guān)性，評(píng)價(jià)測風(fēng)結(jié)果；考慮風(fēng)機(jī)尾流影響的風(fēng)電場發(fā)電量計(jì)算，并提供多種尾流模型；風(fēng)機(jī)實(shí)際位置的空氣密度計(jì)算，自動(dòng)修正標(biāo)準(zhǔn)條件下的風(fēng)機(jī)功率曲線；風(fēng)電場規(guī)劃區(qū)域的極大風(fēng)速計(jì)算；幾乎涵蓋了市場上所有風(fēng)機(jī)，并不斷更新的風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)庫，包括功率曲線、噪聲排放及可視化信息等。此外，WindPRO還能實(shí)現(xiàn)短期測風(fēng)數(shù)據(jù)的長期相關(guān)性分析；詳盡的計(jì)算報(bào)告；兼容多種數(shù)字化資源文件，如衛(wèi)星

21、照片、SRTMShuttle Radar Topological Mission等高線數(shù)據(jù)等，為描述規(guī)劃風(fēng)電場外圍15kM的粗糙度與等高線提供了便利。2.4WindSim WindSim：WindSim軟件是挪威一家公司設(shè)計(jì)，基于計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)風(fēng)電場選址及風(fēng)資源評(píng)估的軟件。WindSim軟件包括六個(gè)模塊：地形處理模塊、風(fēng)場計(jì)算模塊、風(fēng)機(jī)位置模塊、流場顯示模塊、風(fēng)資源計(jì)算模塊、年發(fā)電量計(jì)算模塊。其中，風(fēng)場計(jì)算模塊適用計(jì)算流體力學(xué)商用軟件Pheonics的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格解算器局部。WindSim軟件采用計(jì)算流體力學(xué)軟件來模擬場址內(nèi)的風(fēng)場情形，可以很好的計(jì)算出相對(duì)復(fù)雜地形下的風(fēng)場分布情況，因此，Win

22、dSim軟件可以用于相對(duì)復(fù)雜地形條件下的風(fēng)電場選址及風(fēng)資源。2.4WindSim 第三篇 風(fēng)電場微觀選址3.1 任務(wù)與目的 3.2 現(xiàn)場考察 3.3 選址原那么3.4 軟件計(jì)算流程3.1任務(wù)與目的 微觀選址工作主要任務(wù)是，對(duì)風(fēng)電場所在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，利用計(jì)算軟件對(duì)風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組布置進(jìn)行計(jì)算，滿足風(fēng)電場總體裝機(jī)容量以及風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)臺(tái)數(shù)要求，給出各風(fēng)電機(jī)組的具體位置坐標(biāo)，從而指導(dǎo)下一步的勘測設(shè)計(jì)等工作。 3.2現(xiàn)場考察 現(xiàn)場考察工作主要包括：了解風(fēng)電場場區(qū)地質(zhì)條件、地形地貌、測風(fēng)塔位置、場地條件、場區(qū)內(nèi)樹林、農(nóng)田、房屋等分布情況。在已確定開發(fā)建設(shè)的場區(qū)內(nèi)，風(fēng)電場宏觀選址后，根據(jù)風(fēng)能資源勘測

23、評(píng)估分析結(jié)果，充分利用風(fēng)能分布較優(yōu)的位置，在風(fēng)能最大點(diǎn)初步布置機(jī)位，然后再結(jié)合地形地貌特點(diǎn)考核機(jī)位，以躲避農(nóng)田、林地、湖泊及其它地面障礙物。同時(shí)考查機(jī)組施工安裝條件的選擇是否合理，如吊裝空間、吊裝設(shè)備擺放及進(jìn)出道路、設(shè)備堆放等，經(jīng)過綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，最終確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的微觀位置。3.3微觀選址原那么 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的布置，要充分考慮各方面的影響因素，有以下幾點(diǎn)：1) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組垂直于主導(dǎo)風(fēng)能方向排列； 2) 充分利用風(fēng)電場的土地； 3) 盡量減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間的相互影響、滿足風(fēng)電機(jī)組之間行、列距的要求； 4) 綜合考慮風(fēng)電場地形、地表粗糙度、障礙物等，將其影響降到最低； 5) 合理利用風(fēng)電

24、場的測站訂正后的測風(fēng)資料； 6) 考慮風(fēng)電機(jī)組之間的相互影響后盡量縮短機(jī)組之間的距離，從而減少集電線路的長度。7) 風(fēng)機(jī)盡量布置在風(fēng)資源最好且便于施工的地區(qū)； 8) 盡量防止對(duì)現(xiàn)有植被的破壞； 9) 盡量避開防護(hù)林及農(nóng)用土地；10)盡量考慮與周邊風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組相互避讓；11)充分考慮機(jī)組之間尾流對(duì)機(jī)組發(fā)電量的相互影響。3.4軟件計(jì)算流程 目前，國內(nèi)微觀選址通常采用國際上較為流行的風(fēng)電場設(shè)計(jì)軟件WASP及WindFarmer進(jìn)行風(fēng)況建模，建模過程如下：根據(jù)風(fēng)電場各測站訂正后的測風(fēng)資料、地形圖、粗糙度，利用輪轂高度的風(fēng)資源柵格文件滿足精度及高度要求的WindFarmer軟件的三個(gè)輸入文件，包括：輪

25、轂高度的風(fēng)資源柵格文件、測風(fēng)高度的風(fēng)資源柵格文件及測風(fēng)高度的風(fēng)資源風(fēng)頻表文件。采用關(guān)聯(lián)的方法在WindFarmer軟件中輸入WASP軟件形成的三個(gè)文件，輸入三維的數(shù)字化地形圖(1:10000或1:5000)，地形復(fù)雜的山地風(fēng)電場應(yīng)采用1:5000地形圖，輸入風(fēng)電場空氣密度下的風(fēng)機(jī)功率曲線及推力曲線，設(shè)定風(fēng)機(jī)的布置范圍及風(fēng)機(jī)數(shù)量，設(shè)定粗糙度、湍流強(qiáng)度、風(fēng)機(jī)最小間距、坡度、噪聲等，考慮風(fēng)電場發(fā)電量的各種折減系數(shù)，采用修正PARK尾流模型進(jìn)行風(fēng)機(jī)優(yōu)化排布。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果的坐標(biāo)，利用GPS到現(xiàn)場踏勘定點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場地形地貌條件和施工安裝條件進(jìn)行了機(jī)位微調(diào)，并利用GPS測得新的坐標(biāo)，然后將現(xiàn)場的定點(diǎn)坐標(biāo)輸入

26、windfarmer中，采用粘性渦漩尾流模型對(duì)風(fēng)電場每臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)電量及尾流損失的精確計(jì)算。第四篇 地形、氣候?qū)︼L(fēng)的影響4.1 風(fēng)的形成4.2 主要特征 4.3 風(fēng)的主要影響因素 4.4 地形對(duì)風(fēng)的影響4.5 海陸的影響4.6 風(fēng)速隨高度變化的影響4.7 風(fēng)機(jī)間距的影響4.8 障礙物的影響4.1風(fēng)的形成 1)當(dāng)太陽光照射到地球外表時(shí)，地球被加熱，而陸地和海洋的吸收熱量的速度是不同的，陸地吸收熱的速度比海洋快的多。 2)陸地上方的空氣加熱速度要比海洋上更快，陸地上的熱空氣上升到一定高度后冷卻。 3)這些冷空氣逐漸向海洋上方移動(dòng)，在這里下沉并被向陸地方向擠壓，空氣向陸地的流動(dòng)就是我們所說的風(fēng)。 4.2

27、主要特征 不穩(wěn)定性 風(fēng)的瞬時(shí)脈動(dòng)、日變化，季節(jié)變化以至年變化都十清楚顯，此為其利用上的不利因素。受地形影響大，地區(qū)差異顯著 風(fēng)力的局部地形差異明顯，即使在同一地區(qū)，有利地形下的風(fēng)力往往優(yōu)于不利地形。故風(fēng)力機(jī)位置選擇時(shí)必須充份考慮到地形作用。 4.3風(fēng)的主要影響因素 當(dāng)利用風(fēng)能的可能性確定下來以后，就必須具體地選擇一個(gè)安置風(fēng)力機(jī)的最正確位置。因?yàn)轱L(fēng)能密度與風(fēng)速三次方成正比，風(fēng)力機(jī)發(fā)電的性能和經(jīng)濟(jì)效果就依賴于具體安裝場地的風(fēng)速，應(yīng)使風(fēng)力機(jī)盡量地得到地形所加強(qiáng)的局地風(fēng)速。風(fēng)電場選址問題包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境等方面，但在選址中需考慮的地形、氣候問題主要包括以下5個(gè)方面：地形對(duì)風(fēng)的影響、海陸的影響、風(fēng)速隨高度變化的影響、風(fēng)機(jī)間距影響、障礙物的影響等。 4.4地形對(duì)風(fēng)的影響 風(fēng)能與風(fēng)的立方成正比，當(dāng)風(fēng)速為原來的兩倍時(shí)，那么功率為原來的八倍。由于風(fēng)的局地性相當(dāng)大，這就愈來愈需要?dú)庀髮W(xué)家，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)所要選的位置，提供中、小尺度的氣候分析。運(yùn)用氣象規(guī)律認(rèn)真選好站址，對(duì)推廣風(fēng)能利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效果是非常顯著的、小地形的影響也是不能無視的，所以一旦利用風(fēng)能的地區(qū)確定后，就必需對(duì)當(dāng)?shù)氐木值匦夂蜻M(jìn)行分析，將風(fēng)機(jī)位置安裝在受地形影響風(fēng)速增強(qiáng)的地點(diǎn)。4.4地形對(duì)風(fēng)的影響 根據(jù)地形分類安裝風(fēng)力機(jī)對(duì)策框圖世界氣象組織推薦一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝位置選擇框圖 4.4地形對(duì)風(fēng)的影響地形會(huì)造成風(fēng)速差異，