风电场不同高度的50年一遇最大和极大风速估算

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1、第20卷1期应用气象学报Vol.20,No.12009年2月JOURNALOFAPPLIEDMETEOROLOGICALSCIENCEFebruary2009风电场不同高度的50年一遇最大和极大风速估算呼津华王相明(新疆金风科技股份有限公司,乌鲁木齐830026)摘要风电场50年一遇最大和极大风速是决定风电机组极限载荷的关键指标,也是风电项目开发中机组选型和经济评估的关键指标之一。该文重点从气象学角度,结合我国风电项目开发的实际情况,提出5d最大10min平均风速取样法,用Ñ型极值概率分布来估算风电场不同高度50年一遇最大风速;以附近气象站长期的历年最大风速及与风电项目内测风塔同期的逐

2、日最大风速资料,修正所得结果。再以实测到的大风速段的最大阵风系数,推算风电场不同高度50年一遇的极大风速。并利用内蒙古巴彦淖尔市乌兰伊力更风电场300MW项目1年的实测风资料及内蒙古乌拉特中旗气象站的测风资料,估算乌兰伊力更风电场内不同高度上50年一遇的最大和极大风速。关键词:风电场;最大风速;极大风速;Ñ型极值概率分布;风电机组;风资源速;以气象站和风电场风速的相关性,估算出风电场引言内不同高度50年一遇最大风速;然后以通常的统计平均阵风系数1.4,推算风电场内不同高度50年一我国自2003年开始风电特许权项目以来,以规遇的极大风速。这种方法的问题是,两地风速的相模化带动产业化发展,

3、风电行业在短短的几年时间关性、风电场内不同高度风速的相关性都是随风速里有了迅猛的增长,到2006年年底我国除台湾省外的增大而变化的,不能简单以年平均风速的相关系已开发了91个风电场,风电机组总装机容量近260数来替代,并且在不同的地区区域内,阵风系数也随4@10kW。随着投资、开发和制造主体的多元化和风速变化而有不同的变化。国际化,我国风电事业的发展面临着空前的机遇,也在参考国内外已经较成熟的极值估算方法的基[3-4]有许多急待解决的基础理论问题。风电场不同高度础上,本文从气象学角度,提出5d最大10min50年一遇最大和极大风速的估算,就是其中的一个平均风速取样法,用Ñ型极值概率分布

4、来估算风电现实基础问题。场不同高度的50年一遇最大风速;并以附近气象站由于发展的历史性,我国有长期资料的气象观长期的历年最大风速及与风电项目内测风塔同期的测站点相对较少,取得资料不够统一、详细;气象站逐日最大风速资料,对结果进行修正。以实测到的普遍距离拟开发的风电场较远,且二者的地形地貌大风速段内的最大阵风系数,推算风电场不同高度差别较大。而风电项目建设必须考虑经济性,风电50年一遇的极大风速。场内测风时间不能太长,又客观地要求对当地风资源做出详尽的分析和评估。15d最大10min平均风速取样和50年一[1]根据国际风电机组设计标准规定,50年一遇遇最大风速估算最大和极大风速是决定风电

5、机组极限载荷的关键指标,也是风电项目开发中机组选型和经济评估的关目前在风电项目开发中,主要以10min平均风键指标之一。速和10min期间的3s极值风速记录实测风速;50现在我国风电项目开发中,多用5全国风能资源年一遇最大风速通常指10min平均风速,50年一遇[2]评价技术规定6中的Ñ型极值概率分布方法,估算极大风速通常指3s平均风速。如何从实测的风速有长期资料的气象站10m高度50年一遇最大风母体中选取适合的子样,用于估算50年一遇最大风2008-04-08收到,2008-07-16收到再改稿。1期呼津华等:风电场不同高度的50年一遇最大和极大风速估算109速,是决定估算结果可信度

6、重要一步。理论上的取年的实测风速数据中取样,也易于将估算期间整数样方法,一方面要能包含尽可能多的最大风速信息,化(如50年为3650个5d),便于计算。[9]另一方面要排除影响最大风速主要信息的无效或干由自然风平均功率谱密度PERIOD模型可扰样本。知,自然风能量分布有年、4~5d,1d,1min4种1.1主要的极值取样法主峰和1h的低谷,其中低频能量以4~5d为周在极值理论中,从母体风速序列中选取极值子期,符合实际大气系统的移动周期;高频能量以体的方法主要有等时段法和跨阈法两种。1min为周期,正是实际脉动风周期,并且高频谱峰5全国风能资源评价技术规定6中,取历年最大能量取决于平均风

7、速。风速资料为样本,采用极值Ñ型概率分布,用改进的在求取平均风速或考察风资源总体状况时,取[10]矩法估算分布函数的参数,进而估算出50年一遇的10min时距是在风功率谱密度较小的周期,这符最大风速。这种方法在国际上用得较多,英、美、加、合人们的习惯思维,也在实践中取得了良好效果。[5-6]日等国的估算方法与其基本相一致,在统计学、但当考察最大风速的变化时,应选取风功率谱密度天气学上逻辑合理,大量实践表明这是一种可信赖最大的周期,会更合理、可靠