風電場風能資源分析與評價探究

摘 要：相比于活力發電和水力發電，風力發電以其節能和環保的相關屬性備受大家歡迎。在以往的文獻中只針對某一地區風電場的相關風能資源進行評估，而沒有對具體如何進行風電場風能資源進行分析和評價探究進行系統的概括。本文從風力測試和風力數據研究這兩個方面來進行具體地分析評價和探究。

關鍵詞：風電場；風能資源分析；評價探究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.060

0 引言

目前，每個風電場都非常重視對風能資源的分析和探究，因為只有充分做好這個環節，那么在進行風能資源分析和測試的過程中才會變得更加順利。而研究所得到的相關資料也才能夠更好地進行風能的分析，下面就讓我們從風力測試和風力數據研究這兩個方面來進行具體分析。

1 整體測風系統的組成

一般來說，自動的測風系統主要由傳感器、主機、數據存儲裝置、電源和安全保護裝置這幾個部分組成。傳感器主要由風速傳感器、風向傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器和輸出信號的頻率等諸多部分組成。主機先利用內部的微處理器對傳感器發送出來的信號進行相關的采集，然后再計算存儲，最后由專門的設備進行數據記錄，之后再進行相關數據的存儲，一直到相應的就地裝置，整個測風系統就這樣組成了。通常來說，整個風電場的風能測量方法包括：平均每十分鐘的風速、每日最大和最小的風速、風的湍流強度、風向、溫度、氣壓和濕度等等，大家都需要在這樣一個范圍內更好地進行相關的測量。

2 測風設備

傳統的測風儀器包括風杯式風速儀、螺旋槳式風速儀和風壓板式的風速儀等等。像著名的Secondwind和NRG公司都是生產風速儀非常有名的公司。最常用的風杯式風速儀是一種機械式的測風儀，主要的結構時由一個處于垂直方向的旋轉軸和三個風速杯組成的，如果在通常的情況喜愛能夠讓風速計和風向標相互配合使用的話，其效果會更加好，因為其兼或能夠記錄整個風向的數據。還有一種比較常用的是機械式測風儀，這種機器最大的優點包括機械的可靠性能高、機械成本低。但是在使用的過程中也會出現機器的內部的軸承出現磨損的情況，所以一定要根據具體的情況來進行更換。同時，在容易結冰的地區，一定要及時安裝加熱設備以求防止儀器出現結冰的情況。

3 測風時應該注意的問題

（1）選擇合適的地區安裝風塔。在具有風力資源開發潛力的地區去安裝測風塔，注意測風的高度和風電機安裝的高度一定要盡量一致，并且把相關的測風設備安裝在測風塔的頂端，因為只有這樣才能夠真正減少測風塔對整體測風設備造成的巨大影響。

多數情況下，測風設備被安裝在測風塔的中部，此時應該盡量讓測風設備以及支架的方向和主要的測風方向保持垂直，并最終讓整體測風設備和測風塔有足夠的相關距離。

（2）重視選擇合適的測風地點。一般測風塔的安裝地點是有足夠的代表性的，整體測風塔所測得的風速和風向必須和周圍的地形、障礙物有直接的關系，從而使得整體的測風塔安裝位置更加能夠代表整個區域的氣流分布特點。

（3）合理重視其他方面的參數。整體測風塔的數量和風電場的整體容量、風電場的面積、地形的復雜程度有著相當深厚的聯系。所以在安裝測風塔之前一定要對當地的風電場進行具體的規劃，這樣就可以有效避免整個測風塔沒有被安放在有效的位置，從而有效減少了對風能資源分析中的不確定因素。

4 風電場風能資源的分析與評價

（1）相關的評估標準。一般在進行風能資源評估的過程中所采用的具體標準包括《風電場的可行性研究編制辦法》、《風電場風能資源評估方法》、《風電場風能資源和評估的相關規定》和其他與之相關的標準等。

（2）風能資源評估的目的。在風電場資源建設的過程中，風能資源的評估是最基本的條件，只有對相關的風能資源進行準確地評估才能夠更好地進行風電機組的相關布置。因為首先要確切地了解該地區是否擁有資源良好地風能資源，然后才能夠對風電場地風能資源進行相關地評價。

5 風能資源評估地主要步驟

（1）數據的收集。對風能數據的評估的重要前提就是對天氣、海拔、溫度、濕度、風速和其他相關的資源進行收集，這是分析整體風電場資源的非常重要的依據。通過對風電場周邊設備的數據氣象的收集，來更好地對風電場的相關數據進行分析。此外，地形圖的數據也是進行風資源分析和風機組布置過程中的主要依據。

（2）數據分析。整個氣象站的數據主要包括風速、風向、氣溫、氣壓、濕度、沙城暴強度、冰雹、雷暴天氣等等。只有適當地提出相關的風速年和整個年際的變化圖表，并更好地說明整個風電場在風電測試時候的代表性，之后再更好地制定相關的風速月變化表，從而更明確地知道在相關地區的風速年變化表。除了進行人工的分析，也應該根據整個現場的地形和測風塔的具體位置，同時利用相應的風能評估軟件，計算出正確的電風場譜圖，最終了解測風塔的整體位置。

除此之外，在整體風電場風能評估的整個過程中，數據分析的內容還有以下幾點組成。平均的風速和功率密度、風速和風能的頻率、風向頻率、風能密度方向、風切指數、湍流強度、參考判斷依據和其他幾點數據分析的相關內容。

（3）測風數據的處理。在對測風數據進行處理的過程中，一定要列出其中合理的數據和缺失的數據，并合理地了解相關測風地點發生的時間。對其中不合理的數據進行清晰地判別，盡量挑出符合實際情況的相關數據，再組成最確切的數據組。讓可以備份或者可以供參考的傳感器進行同期數據的記錄，在經過相關的處理之后，然后再最終替換為無效或者可以被補漏的數據。

6 結束語

從以上的資料中可以看出，在對風電場的相關風能資源進行分析和評價的過程中，對當地的氣候和風能進行評價是很重要的一個環節。只有先對當地的空氣、濕度、風速和其他與風力有關的資源進行合理的評價之后，然后才能夠選擇合適的地方建立風力發電廠。而在這個過程中，測風設備的選擇和測風數據的處理是非常重要的兩個環節，只有把握好這兩個環節，才能夠更好地進行相關風能資源的評價與探究。

參考文獻：

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作者簡介：單連偉（1983-），男，研究方向：風力發電。endprint