风力发电讲义第6章

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1、2021/8/261第六章并网风力发电系统第一节风电场选址和风电机组的排列一、风电场选址影响风力发电的经济效益的因素：风能资源电网连接交通运输地质条件地形地貌社会经济等2021/8/262第六章并网风力发电系统第一节风电场选址和风电机组的排列二、风电场场址风能资源评估在收集现场实测风资料后，应进行数据验证、数据订正和数据处理，对风能资源做出评估。（一）数据验证1．数据检验(l）完整性检验(P125)：1）数量，数据的数量应等于预期记录的数据数量；2）时间顺序，数据的时间顺序应符合预期的开始结束时间，中

2、间应连续。(2）合理性检验(P125)：1）范围检验，主要参数的合理范围参考值见表2-1-1；主要参数合理范围主要参数合理范围平均风速0≤小时平均值＜40m/s风向0°≤小时平均值≤360°湍流强度0≤小时平均值＜1平均气压（海平面）94kPa＜小时平均值＜106kPa2021/8/263第六章并网风力发电系统第一节风电场选址和风电机组的排列2．不合理数据和缺测数据的处理(P126)(1）检验后列出所有不合理的数据和缺测的数据及发生的时间；(2）对不合理数据再次进行判别，挑出符合实际情况的有效数据，回归

3、原始数据组；(3）将备用的或可供参考的传感器同期记录数据，替换己确认为无效的数据或填补缺测的数据，如果没有同期记录的数据，应向有经验的专家咨询；(4）编写数据验证报告，对确认无效数据的原因要注明．替换的数值要注明来源。3．计算测风数据的完整率按下式计算，式中：应测数目表示测量期间的小时数；缺测数目表示没有记录到的小时平均值数目，无效数据数目表示确认为不合理的小时平均值数目，数据完整率应达到90％。2021/8/264第六章并网风力发电系统第一节风电场选址和风电机组的排列4．验证结果经过各种检验，剔掉无效

4、数据，替换上有效数据，整理出一套至少连续一年的风电场实测逐个小时风速、风向数据，注明这套数据的完整率。数据还应包括实测的逐个小时平均气温（可选）、逐个小时平均气压（可选）和按实测数据计算的逐个小时湍流强度。（二）数据订正根据风电场附近气象站、海洋站等长期测站的观测数据，用相关分析方法将验证后的风电场测风数据订正为一套反映风电场长期平均水平的代表性数据，即风电场代表年的逐个小时风速风向数据。2021/8/265第六章并网风力发电系统第一节风电场选址和风电机组的排列（三）数据处理数据处理的目的是将订正后的数

5、据处理成评估风场风能资源所需要的各种参数，包括不同时段的平均风速和风功率密度、风速和风能的频率分布、风速和风能密度的方向分布、风切变指数等。1.风速和风功率密度计算风速和风功率密度的月平均值、年平均值；各月同一钟点（每日0点至23点）平均值、全年同一钟点平均值。2021/8/266第六章并网风力发电系统第一节风电场选址和风电机组的排列2.风速和风能频率分布以1m/s为一个风速区间，统计每个风速区间内风速和风能出现的频率（次数）。3.风向频率及风能密度的方向分布算出在代表16个方位的扇区内风向出现的频率和

6、风能密度的方向分布：4.风切变指数反映风速随高度变化的参数，根据风切变指数和仪器安装高度测得的风速可以推算出近地层任意高度的风速。5.绘制风况图图形主要分为年风况图和月风况图两大类（如图6－1、2）2021/8/267第六章并网风力发电系统第一节风电场选址和风电机组的排列（四）风能资源评估根据数据处理形成的各种参数，对风电场风能资源进行评估，以判断风电场是否具有开发价值。1.风功率密度风功率密度蕴含风速、风速频率分布和空气密度的影响，是风电场风能资源的综合指标。风功率密度等级见表6－4，达到表中3级风况

7、的风电场才有开发价值。（P130）2.风向频率及风能密度的方向分布决定风电场内机组位置的排列，在风能玫瑰图上最好有一个明显的主导风向或两个方向接近相反的主风向。3.风速的日变化和年变化当地同期的电网日负荷曲线或年变化曲线越接近越好4.湍流强度湍流强度IT值应不超过0.255.其他影响运行维护的气象因素2021/8/268第六章并网风力发电系统第一节风电场选址和风电机组的排列三、风电机组位置排列及尾流效应（一）风电机组位置排列风电机组布置得远，可减少风电机组相互间的影响，因风通过风轮后速度下降而且产生湍流

8、，要经过一定的距离后才能恢复。风电机组距离缩短，可以减少电缆长度，降低联网费用，充分利用土地等风电机组间距布置：应根据实际地形情况，因地制宜，优化布置，通常在盛行风向上要求机组间相隔5～9倍风轮直径，在垂直于盛行风向上要求机组间相隔3～5倍风轮直径。风电机组位置排列布置：应根据风向玫瑰图和风能玫瑰图确定风电场主导风向：对平坦、开阔的场址，可以单排或多排布置风电机组；在多排布置时应呈梅花型排列（如图6－3所示），以尽量减少风电机