3、计算出在代表16个方位的扇区内风向出现的频率和风能密度的方向分布。风能密度的方向分布为设定时段各扇区的风能密度与全方位总风能密度的百分比。应当注意出现频率最高的风向可能由于风速小,不一定是风能密度最大的方向。
4、风速随高度的变化,推荐用幂定律拟合,应计算风切变指数α。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。如果没有不同高度的实测风速数据,风切变指数α取1/7(0.143)作为近似值。
5、将处理好的各种风况参数绘制成图形,以便能够更直观地看出风电场的风速、风向和风能的变化,便于和当地的地形条件、电力负荷曲线等比较,判断并确定风电机组的排列方式、风电场输出电力的变化是否接近负荷需求的变化等。
6、图形主要分为年风况和月风况两大类,其中年风况图包括全年的风速和风功率日变化曲线图、风速和风功率的年变化图、全年的风速频率分布直方图、全年的风向和风能玫瑰图;月风况图包括各月的风速和风功率日曲线变化图、各月的风向和风能玫瑰图。另外还应包括长期测站风况图,包括与风电场测风塔同期的风速年变化直方图、连续20-30年的年平均风速变化直方图。
第十三条 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
1)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。风功率密度等级达到或超过3级风况的风电场才有开发价值。
2)3级风况表示10m高度风功率密度范围为150-200W/平方米,年平均风速参考值为5.6m/s;对应的30m高度风功率密度范围为240-320W/平方米,年平均风速参考值为6.5m/s;50m高度风功率密度范围为300-400W/平方米,年平均风速参考值为7.0m/s。
说明:
a)不同高度的年平均风速参考值是按风切变指数为1/7推算的。
b)年平均风速参考值与风功率密度上限值对应,按海平面标准大气压并符合瑞利风速频率分布的情况推算。
2、风向频率及风能密度的方向分布
风电场内机组位置的排列取决于风能密度的方向分布和地形的影响。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。在山区主风向与山脊走向垂直为最好。
3、风速的日变化和年变化
用各月的风速(或风功率密度)日变化曲线图和全年的风速(或风功率密度)日变化曲线图,与当地同期的电网日负荷曲线对比;风速(或风功率密度)年变化曲线图,与当地同期的电网年负荷曲线对比,两者相一致或接近的部分越多越好,表明风电场发电量与当地负荷相匹配,风电场输出电力的变化接近负荷需求的变化。
4、湍流强度
风电场的湍流特征很重要,因为它对风电机组性能和寿命有直接影响,当湍流强度大时,会减少输出功率,还可能引起极端荷载,最终削弱和破坏风电机组。Ir值在0.10或以下表示湍流相对较小,中等程度湍流的Ir值为0.10-0.25,更高的Ir值表明湍流过大。对风电场而言,要求湍流强度Ir值不超过0.25。
5、发电量初步估算
根据当地地形条件、地貌特征和风能资源情况,选择当前成熟的机型初步估算风电场发电量。在扣除空气密度影响、湍流影响、尾流影响、叶片污染、风电机组可利用率、场用电和线损、气候影响停机等各种损耗后,风电场年等效满负荷小时数超过2000小时才具备较好的开发价值。
6、其他气象因素
特殊的天气条件要对风电机组提出特殊的要求,会增加成本和运行的困难,如最大风速超过40m/s或极大风速超过60m/s;气温低于零下20℃;积雪、积冰;雷暴、盐雾、高温或沙尘多发地区等。
第十四条 评估成果
按照以上主要参数和参考判据,对风电场的风能资源做出综合性评估,并编写风能资源评估报告。
其他内容详见附件。
附件:风电场风能资源测量和评估技术规定