2022新能源风电场测风成果分析报告

XX新能源300MW风电项目 测风成果分析报告 2022-10 目录 一、综合说明 1 （一）、测风概况 1 （二）、风资源初步分析结论 1 （三）、发电量初步分析 2 二、风能资源 3 （一）、测风塔测风情况 3 （二）、测风数据质量控制 4 （二）、长期订正 6 （三）、风玫瑰 7 （四）、风特征参数 7 （五）、风能资源分布（线性模型） 12 三、发电量 13 （一）、XX县XX新能源项目风机选型 13 （二）、XX新能源项目发电量计算 13 一、综合说明 （一）、测风概况 XX新能源风电场位于XXXX市XX县。场区内有一座测风塔 M4，在 2022年 5 月完成竖立，坐标为东经 3 5 4 .7068°，北纬 2 9 .7401°，海拔高度为 2 0 8 3 m （该海拔高度值为根据坐标在 GoogleEarth 中获取），塔高 120m。从开始测风截至 2022 年 10 月，时间已超过 半 年。 此报告基于完整年的测风成果，对项目风能资源进行初步评价和分析。 （二）、风资源初步分析结论 120m 高度的完整年平均风速为 5.60m/s，长期订正后的风速为 5.65m/s。测风塔处综合风切变指数为 0.145。 从月变化趋势分析，春夏季风大，冬季风小的特征。其中 7 月份是风最大的月份，1 月份是风最小的月份；从日变化趋势分析来看，从上午 9 点到凌晨风速逐渐增大，而从凌晨到上午 8 点风逐渐减小。 从风频玫瑰来看，120m 高度主导风向较为分散，首先是西北风（接近 14%），其次是正南风（接近 12%）、西南（接近 10%）。从风能玫瑰来看，120m 高度风能主导风能方向非常集中，为西南方向（接近 25%），其余扇区均低于 20%。 场区测风塔轮毂高度 120m 高度处 50 年一遇最大风速为 29.03m/s 小于37.5m/s，根据《风力发电机组设计要求》GB/T18451.12012 并参照 IEC 关于风区划分的标准，该风况适用于 IECIII 类及以上风机。 13 湍流强度较小，120m 高度实测特征湍流强度和代表性湍流强度分别为 0.128、 0.138。根据《风力发电机组设计要求》GB/T18451.12012 和 IEC 标准，该风况适宜 IECC 类及以上风机。 （三）、发电量初步分析 采用 GW191-4.0MW 风机进行发电量计算，单机容量为 4.0MW，叶轮直径为 191m，轮毂高度 120m。根据轮毂高度处平均风速为 5.65m/s、Weibull k 值2 .07、空气密度 1.091kg/m3 进行初步计算，得到测风塔位置理论等效利用小时数为 2 8 0 3 h（未考虑任何折减）。考虑 80%的折减，等效利用小时数为 2336h。 二、风能资源 （一）、测风塔测风情况 XX新能源风电场位于XXXX市XX县。场区内有一座测风塔 M4，在 2022年 5 月完成竖立，坐标为东经 3 5 4 .7068°，北纬 2 9 .7401°，海拔高度为 2 0 8 3 m （该海拔高度值为根据坐标在 GoogleEarth 中获取），塔高 120m。M4 及其周围地形请参考图 2-1。从开始测风截至 2022年底，时间已达半年。测风塔的基 本信息见表 2-1。 图 2-1：测风塔 M4 位置及周边地形 表2-1：测风塔M4配置参数 经度 纬度 海拔 传感器高度 3 5 4 .7068° 2 9 .7401° 2083 风速：120、100、90、80、50、10 风向：120、80、10 气温、气压：10 （二）、测风数据质量控制 为控制测风数据的质量，根据以下原则对各测风塔各高度实测数据进行检验， 筛选出合理数据： (1)完整性检验 a) 数量：数据数量应等于预期记录的数据数量。 b) 时间顺序：数据的时间顺序应符合预期的开始、结束时间，中间应连续。(2)合理性检验 a) 范围检验：判断数据取值是否处在合理范围之内，判别标准详见下表。 参数 10min 平均风速 0~40m/s 10min 平均风向 10min 平均气温 -40~50℃ 10min 平均气压 50~110kPa 0~360° 参考范围 表2-2：测风数据范围检验标准取值 b) 相关性检验 相关性检验是针对不同高度之间风速或风向关系的合理性而设定的，是指检验各高度风速值或风向值的差值是否在给定的合理范围之内。关系检验判别标准主要参照XX省气象要素变化统计规律设定。其判别标准详见表 2-3。 参数 相同高度 10min 平均风速差 0~2m/s 相差 20m 高度 10min 平均风速差 相差 40m 高度 10min 平均风速差 0~5m/s 相差 20m 高度 10min 平均风向差 0~22.5° 0~3m/s 参考范围 表2-3：测风数据相关性检验标准取值 c) 趋势检验趋势检验 趋势检验即对原始测风数据各测量参数检验其连续变化情况，判断其变化趋势是否合理。参照XX省气象要素变化统计规律，设定判别标准见表 2-4。 表2-4：测风数据趋势检验标准取值 参数 参考范围 1h 平均风速变化绝对值 1h 平均气温变化 1h 平均气压变化 风速持续无变化持续时间风向持续无变化持续时间 0~6m/s -5~5℃ -1~1kPa 小于 6h 非静风小于 6h 经过以上标准检验后，发现原始测风数据完整率和有效率都超过了 94%，对数据进行数据修正、插补后，此阶段获取到的完整年数据结果如表 2-5 所示。 表2-5：测风塔M4观测成果 通 120m 道 A 风速 120m B 风速  100m 风速 90m 风速 80m 风速 50m 风速 10m 风速  120m 风向  80m 风向  10m 风向 10m 气温 10m 气压 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 平均 4.60 5.17 5.28 5.70 5.24 5.25 6.52 5.90 5.28 6.57 5.06 5.11 4.33 4.54 5.13 5.31 5.71 5.14 5.12 6.44 5.81 5.19 6.50 5.06 5.10 5.54 4.70 4.65 5.11 4.89 4.78 6.22 5.72 5.08 6.30 4.96 5.00 4.29 4.38 4.82 4.81 5.33 5.00 4.99 6.26 5.70 5.09 6.28 4.90 4.94 5.35 4.72 4.74 5.25 4.90 4.90 6.15 5.61 5.00 6.18 4.83 4.86 1.83 3.93 4.16 4.31 4.64 4.37 4.29 5.67 5.29 4.71 5.86 4.64 4.68 4.86 1.92 2.29 2.34 1.95 2.01 3.88 3.52 3.29 4.37 3.96 3.99 200.6 203.4 233.0 206.7 237.8 268.8 218.7 215.7 181.6 125.7 114.3 109.1 184.3 191.6 227.8 225.3 245.0 264.6 218.2 215.6 178.4 124.3 113.8 109.2 176.8 -0.4 89.4 89.6 89.1 89.2 88.9 88.6 89.6 90.1 90.5 91.4 92.5 92.7 90.4 197.8 222.6 208.9 236.3 263.6 213.9 210.4 178.3 120.4 113.2 110.2 180.6 188.0 0.7 12.6 15.2 19.2 23.2 24.9 25.0 20.7 14.8 11.1 3.1 5.60 5.30 5.25 3.16 191.6 16.5 （二）、长期订正 需要进行长期订正，将完整年的测风数据延长到 10~20 年，方能代表发拉块风电场测风位置的风能资源状况。 选用欧洲区域气象中心 ECMWF 的 ERA5 数据作为长期参考气象数据，截取M4 测风塔周边的 4 个格点位置 10 年的 100m 高度风速、风向、气温、气压数据，对 M4 测风塔完整年的测风进行长期订正。长期订正后获取到 10 年的拟合序列。 120m 高度的长期风速为 5.65m/s，主要结果如表 2-6 所示。 通道 长期 10 年 完整年 表2-6：测风塔M4长期订正后的结果 5.6 5.65 90.4 90.5 16.4 16.5 120mA 风速 10m 气温 10m 气压 （三）、风玫瑰 根据长期订正后的玫瑰图（图 2-2 所示），XX项目主导风向较为分散，风能主导风向为西北风，大约为 315°风向。 图 2-3：XX县XX新能源项目M4 风向（左）和风能（右）玫瑰图（ 120m 高度） （四）、风特征参数 1，空气密度 测风塔和周围区域的空气密度可按以下公式（IEC61400-12-1）计算： ρ = � 𝑅 ρ是空气密度（kg/m）3，P 是年平均大气压力（Pa），R 是气体常数 （287J*kg-1*K-1），T 是热力学温度（K）。 M4 测风塔全年平均气压为 905hPa，全年平均气温为 16.4°C，在测风塔位置的空气密度计算为 1.091kg/m3。 2，湍流强度 根据 M4 测风塔的测量数据，分析湍流强度。120m 高度实测特征湍流强度和代表性湍流强度分别为 0.128 、0.138 。根据《风力发电机组设计要求》GB/T18451.12012 和 IEC 标准，该风况适宜 IECC 类及以上风机。 3，风切变 M4 测风塔 10m 高度以上的风切变为 0.145，所以加高轮毂高度带来的发电量相对一般。 图 2-4：XX县XX新能源项目M4 测风塔风切变 4，极端风速 极端风速是指 10 分钟平均值 50 年复发风速 V50，三秒平均值 50 年复发风速 Ve50。由于本分析中没有收集带极值风速的近 30 年长期参考气象数据，所以使用其它方法估算。 表2-7：测风塔M4位置50年复发期极端风速的计算结果 计算方法 V50 m/s Ve50 m/s 年平均风速 5 倍 EWTS II（甘贝尔） 28.00 39.20 29.03 40.64 因此，为了保证风机在整个生命周期内的安全运行，建议参考上表中不同计算方法的最大值。根据 IEC61400-1：2019 标准的相关内容，风电场塔筒高度在120 米以下时，极端风速为 IEC-III 级，在 IEC-III 类或高于 I