DB45_T 1898-2018 陆上风电场风能资源评估技术规范(广西壮族自治区)

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ICS07.060A47DB45ξÁ广西壮族自J曰区地方标准DB45/T1898-2018陆上风电场风能资源评估技术规范TechnicaIspecificationsofwindenergyresourceassessmentforwindfarm2018-12-20发布2018-12-31实施广西壮族自治区市场监督管理局发布 DB45/T1898--2018目次前言................................................................................11l范围..............................................................................12规范性引用文们.....................3术语和定义........................................................................14参证气象站选取和资料收集..........................................................25数据检验..........................................................................36数据处理..........................................................................47风况参数计算分析..................................................................68风能资源评估报告编制...附录A(规范性附录)测量参数插补方法................................................8附录B(规范性附录)测量参数长年代延长订正方法.....................................10附录c(规范性附录)风况参数计算方法...............................................11附录D(资料性附录)编制大纲示例...................................................16参考文献............................................................................17I D845/T1898--2018II DB45/T1898--2018..........目IJE司本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由广西壮族自治区气象局提出并归口。本标准起草单位:广西壮族自治区气象服务中心。本标准主要起草人:国绍毅、罗红磊、郑风琴、苏志、何如、黎琼炜、王帅、古意瑾、李强、黄梅丽。III DB45/T1898--2018陆上风电场风能资源评估技术规范范围2规范性引用文件mmM3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1用国平均风速meanwindspeed给定时段内风速的平均值。注:给定时段时包括时、U、月、年等。f[QX/T51-2007，定t义3.6J飞;飞3.2{最严.~最大风速maximumwindspeedf给定时段内10min平均风速的最扩大值。j主z给定时段可包括时、日、旦、管。最大值确定方法为:从在走时段内选取任意10min的平均风速最大值，作为该时段的最火风速。[GB/T31724-20日，定义2.27J3.3极大风速extremewindspeed给定时段内3s平均风速的最大恒。j主E给定时段可包括时、日、月、年等。[GB/T31724-20日，定义2.28J D845/T1898--20183.4切入风速cut-inwindspeed在小于规定的端流条件下，轮鼓高度处风电机组开始输出功率的最低风述。[GB/T31724-2015，定义2.36J3.5风切变windshear风矢量在特定方向上的空间变化。通常分为水平切变和垂直切变。[GB/T31724-20日，J:É义2.39J3.6空气密度airdensity单位体积的空气质量。[GB/T:3172，1-2015..定义2.'19J3.7j击流强度turbulenceintensity表达风速波动的个量，以某时段采样风速标准差14平均风速的比值表达。[GB/T:3172，1一二015，定义2.创]3.8轮载高度hubheight从地面到风电机组风轮扫掠面中心的高度。3.9风功率密度windpowerdensity单位时间内气流通过单位垂直投影截面积的风能。[GB/T31724-2015，定义2.55J3.10风电场windfarm由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。[GB/T2900.53-2001，定义2.1.3J3.11风能资源评估windenergyresourceassessment对某一区域的风能资源多寡、质量和分布状况所做的判断、评价。4参证气象站选取和资料收集4.1参证气象站选取满足以下条件的邻近气象站可作为风电场的参证气象站:2 DB45/T1898--2018a)具有30年以t完整的测风记录:b)具备完整的台站搬迁测风对比观测记录:c)在平均风速3m/s~~25m/s区问内，与风电场相关性较好:d)与风电场的气候特征相似。4.2风电场资料收集收集风电场的资本|应包括但不限于下列资料:a)测风塔的经纬度、海拔高度、测风高度，塔址周地地形地貌资料:，如Jb)测风塔至少一年叫上连续、现训的风向、风速、气温弄口气压资料:c)观测仪…在时|叫FM复记录酬4.3参证气象站资料收集\:'0/.吧\~~执l防证气象蛐资料应包括但稍l下列资料:川1111_~咱d观测记录数据的测风仪器型岛/究气高度明围障碍节情况b)建站以未站址、测风仪器2匙交1熬(立直、周围环境变动的时间和|青明:飞IWc)与风电场测站同期的运小时阿速和网向:\J~I~~C1t功Rd)近30年的历年年干均风速和月几纠风速:e)累年风向频率、年平均气温、毕迁到|吁雨量、年干均相对湿度、年干均气压、年干均暴雨日数、年干均吉暴日数、年干均结冰日数、年干均霜日数、自俨暗自气、年干均雾日数、年叫大风日数:f)累年极端最高气温、极端最低气脏、最多吉暴日数、最多大风日数:g)建站以来记录到的最大风速、WZ风速和风向及其发生的时间。-，4.4中尺度资料收集I八、Ii11II.VJ.~点O-(J11U~...~~11史13当风电场附近没有符合条件的参证气象站附，应收卢是下列中尺度模式等飞机a)模式名称、类型:b)模式水平分辨率、垂直分辨率;c)风电场所在区域的风场资料、侈度场资料。5数据检验5.1完整性检验5.1.1获取的原始数据总量不少于年;更应观测数据总量的95%。5.1.2数据的时间顺序应符合预期的卉始、结束时间，中间应连续。5.2范围检验检验各测量参数取{直是否在合理范围之内，不在合理取值范围内的数据视为不合理数据。各参数的合理范围参考值见表1。3 D845/T1898--2018表1主要测量参数合理范围参考值主要参数合理上仅值范|节|气温20cC~50oc气)主800hPa~1080hPa风]wJo0~3600风j主om/s~70m/s5.3趋势检验应检验各测量参数连续变化情况，判断其变化趋势是否合理，符合判别标准的数据视为不合理数据。各参数的判别标准见表2。表2主要测量参数不合理变化趋势参考值主要参数判别标准风地风地大于风机切入风地时，风地连续6h:f已变化风向风速大I风机切入风速时，风向连结6h无变化气温lh平均气温变化大T20oc气压lh平均气压变化大了20hPa5.4一致性检验应检验各高度风速和风向是否一致，不在合理一致性取值范围内的数据视为不合理数据。各参数的合理一致性范围参考值见表30表3主要测量参数的一致性参考值主要参数合理一致性层问高度差<20m，小时平均风地差<2.0m/s风速20m三三层间高度差<10m，小时平均风地差<1.0m/s层问高度差二三10m，小时平均风边差<8.0m/s风向|层间风向差I<22.50或|层间风向差I>337.5。或其中一高度风边~O.2m/s5.5相关性检验5.5.1同一测风塔同一高度的最大风速应小于等于极大风速，运时风速应小于等于日最大风速。5.5.2同一测风塔不同高度层同期1h平均风速的相关系数应在O.90以上。当地面粗糙度较高时，10m高度层与其他高度层的相关系数可低于0.90，但应高于0.60。5.5.3对于同一拟开发风电场，不同测风塔间的相同高度层同期1h平均风速的相关系数应在0.60以上。对于地形特别复杂的测风塔可适当阵低，但至少应通过95%的显著性检验。6数据处理6.1不合理数据处理6.1.1检验后列出所有不合理数据及其发生时间。4 DB45/T1898--20186.1.2对检验出的不合理数据再次进行判别，分析原因。符合实际情况的数据回归原始数据序列，仍判定为不合理数据的列为无效数据。6.2有效数据完整率6.2.1计算测风有效数据完整率，计算方法见附录C中的C.1o6.2.2测风有效数据完整率应达到90%。6.3缺测和无效数据插丰|、订正6.3.1一般要求满足以下条件时方可4行插辛~TÆ:a)插补点缺测数据量小于w统i十时段样水数的30%;b)参照现测点与~~风塔的主导Fd基水一致:c)插补点与参照现测点JwJ期xl)ó测数据相关性显著。6.3.2参照观测点选取'_'1',flN)~~6.3.2.1根据优先原则按以下顺序选自1?照明测点:J叫一座测风塔、与插补点11面近并且地形特征相似的其他测风塔、与插特点相关性较好帕合1EL气嗦站。6.3.2.2剖面补点附近无测风塔，且与海证气如占同期测俨资料无法通过宦声检验时，可采用中尺度模式风资料进行辅助分析。玉~(//~/)1111w..::，.一一11tI'ìS6.3.3风速刷、订正I-111111~~"I11~问I1问采用廓线法、相关比值法对风速数据进行插补订正。计算立法见附录A中的A.1平OA.206.3.4风向插补订正:3满足以下条件之一可将参照观测点愣月风向记录直接移植到插补点:a)插补点和参照观测点风向差绝才值<22.50或>337.50的数目占总数的百分比在80%以上:b)插补点和参照观测点海拔高度:坡向l、海岸线走向、周边障碍物等均相似。JJ'..J.-ι"v6.3.5气温、气压插补订正.........1,h采用线性相关出中温、气压署1据进行插补订正。计算方法见附录A中的A.306.4数据长年代延长订正6.4.1目的测风数据长年代延长订正是根据风电场附近参证气象站的观测数据，'每插补后的测风数据延长订正为一套反映风电场长期平均水平的代表性数据。6.4.2风速年景6.4.2.1计算参证气象站与测风塔同期观测年度年平均风速相对近30年累年平均风速距平百分率，计算方法见附录C中的C.206.4.2.2根据风速距平百分率确定观测年度风速年景。风速年景判别标准见表405 D845/T1898--2018表4风速年景参考安Ij据风速ßIí干百分率(%)风速年景>3大风3~3平风<-3小风6.4.3延长订正对大风成小风年景的测风数据进行长年代延长订正，延长订正方法见附录B。7风况参数计算分析7.1空气密度7.1.1推算各测风塔轮载高度层的月、年平均壁气密度，计算方法见附录C中的C.3。7.1.2分析各测风塔雪气密度的年内变化特征。7.2浦流强度7.2.1采用10min风速的标准差和同时段平均风速计算各测风塔各高度层全风速段和风速1.5m/s的揣流强度，计算方法见附录C中的C.4。7.2.2逐小时揣流强度以1h内最大的10min油流强度作为应小时的代表值。7.2.3分析各测风塔各高度层揣流强度的年内变化和日内变化特征。7.2.4根据轮载高度风速15m/s时的情流强度值，确定踹流强度等级。揣流强度等级判别标准见表5。表5瑞流强度等级表i由流强度L三{直揣流强度等级O.16AO.14BO.12C注1"表示风速为15m/s时的端1!r[强度值。7.3风切变指数7.3.1计算各测风塔各高度层间的风切变指数，计算方法见附录C中的C.5。7.3.2分析各测风塔风切变指数特征。7.4平均风速7.4.1计算各测风塔各高度层的小时、月和年平均风速，并统计各时次的月、年平均风速。7.4.2分析各测风塔各高度层平均风速的年内变化和日内变化特征。7.5风功率密度7.5.1计算各测风塔各高度层的小时风功率密度，并统计月、年平均风功率密度和各时次的月、年平均风功率密度，计算方法见附录C中的C.606 DB45/T1898--20187.5.2分析各测风塔各高度层平均风功率密度的年内变化和日内变化特征。7.5.3根据50m~~80m高度的平均风功率密度俏，确定风电场风功率密度等级。风功率密度等级判别标准见表6。表6风功率密度等级表风功率密度等级l234550m局度风功率密度(W/nn<200200~300300~400400~500二三50070m高度风功率密度CW/盯)<:;2:302:30~:3453手飞60460~575二主57580m高度风功率密度CW/盯)<、~、;45245~:365、3‘63、~ih~~490~610二主610定性评价,,();I般较好杏很好非常好7.6风速和风能频率分布川他λ飞口~'iv~~)7.6.1以1m吭一个风速区间，统名每个风速区|可内风速和风能出现的频率。每个风速区间的数字代表中间值，如I川风速区间为>4.siA且9.5mk'.7.6.2分析各测风塔风速和风能频率年分布桔征。.主主，~i、川7.7风向频率和风能密度方向分布奇、留ι...lH]电IIU~UI\~7.7.1计算代表16个方位的扇区内~向出现的频率和风能密度方向分布。7.7.2风能密度方向分布为全年各扇区的风能密度与全方位总风能密度的E分比。风能密度的计算方法见附录C中的C.707.7.3风电场内机组位置的排列取决F风能密度方向分布和地1形的影响。按照风能玫瑰图上的主导风向，或两个方向接近相反的主风向，风由机组排列垂直于主风向和主风能方向。在山区，主风向与山脊走向垂直时，风机应立在山脊。7.8戚布尔分布11111.~11r,H仇tlHJU口良11以计算各测风塔各高度层威布尔JbU山在布的形状参数和尺度册。'、计算方法见附录、C中的C.8。7.9有效风速小时数e~'~1...~，中:;4统计各测风塔各高度层月、年有效风速(3m/s~25m/s)小时数，并计算有效风速小时数占总测量小时数的百分比。7.1050年一遇最大风速和极大风速!场j7.10.1推算各测风塔各高度层!ii0年一/遇最大风速和极大风速，推算方法见附录C中的C.9和C.1007.10.2将50年一遇最大风速和极大风速换算为标准空气密度下的风速，换算方法见附录C中的C.11。8风能资源评估报告编制风能资源评估报告编制的内容和格式应符合DB45/T1668的要求，评估报告大纲参见附录D。7 D845/T1898--2018附录A(规范性附录)测量参数插补方法A.1廓线法插非|、点和参照观测点为同塔不同高度层，并且风速垂直变化较、|λ稳时，口j采用廓线;去插补订正缺测风述数据。方法是先利用插补点和参照现~m~点同期有效风边序列求出风切J变指数α(计算方法见附录C中的c.日，再利用参照现测点实测风速数据按式(A.1)对插补点缺测风速进行插补。V2=哈)日(A.1)式中:~参照观测点风速Cm/s)Vo一一插补点风速Cm/s)ZI参照观测点~E地高度Cm)Z2-1面补点耻地高度Cm)α一一风切变指数。A.2相关比值法插补点风速与参照观测点风速之间的关系可用式CA.2)表示。利用插补点和参照现测点同期有效风速数据通过式CA.2)求解比值系数k，再利用参照观测点实测风速数据对插补点缺测风速进行插补订正。旦=k.....................................(A.2)只式中:~一一参照观测点风速Cm/s)P二一一插补点风速Cm/s)k比{直系数。A.3线性相关法插补点测量参数与参照观测点测量参数之间的关系可用式CA.3)表示。利用插补点和参照观测点同期有效测量参数通过式CA.3)求解α、b，再利用参照观测点实测测量参数对插补点缺测测量参数进行插补订正。8 DB45/T1898--2018y=α+bx........................................(A.3)式ku--ι插参-ZTUM、阳明四、州机涧川阻四川系掺川数数量YXG白爹数川-UH川→9 DB45/T1898--2018附录B(规范性附录)测量参数长年代延长订正方法B.1全范围法测风塔某高度层没有风向现测资料或者风向缺测较多时，口j采用全范围法将风电场测风塔短期测风数据订正为代表年风况数据，方法如下:a)建立风电场测风塔14同期参证气象站的风速一元一次回归方程，其中x序列为参i正气象站风速序列，y序列为风电场测风塔风速序列:b)将参i正气象站累年平均风速，以及与测风塔同期观测的参i正气象站观测年平均风速，分别代入一元一次回归方程，求出两个风速值，并求什Jl这两个风速值的代数差值，目IJ订正量:c)测风塔记录的每个风速值都加上对应的订正量，~IJ可获得订正后的风电场风速资料。B.2分扇区法测风塔某高度层风向观测资料较为完整时，可采用分扇区法将风电场短期测风数据订正为代表年风况数据，方法如下:a)以测风塔风向为主，分别在16个扇区上，选取风电场测风塔风速和对应时刻参证气象站风速，可获得16组数据，建立16个扇区的风速一元一次回归方程，其中x序列为参证气象站风速序列，y序列为风电场测风塔风速序列，共获得16个一元一次回归方程;b)将参证气象站16个扇区的累年平均风速，以及与测风塔同期观测的参证气象站16个扇区的观测年平均风速，分别代入16个一元一次回归方程，分别求出两个风速值(共16组)，并求出这两个风速值的代数差值(共16组)，即订正量;c)测风塔记录的各个扇区的每个风速值都加上对应扇区的风速订正量，即可获得订正后的风电场风速资料。10 DB45/T1898--2018附录C(规范性附录)风况参数计算方法c.1有效数据完整率，，尸飞'ti、、，，，，E、、、.式中:应测数据数目测量期间应测量咿时干均伯数据数目:缺测数据数目一一没有记录到的小时可均伯数据主IH:无效数据数H违反检验标准，经分析确认为不合理的数据数~'o(C.2)式中:空气密度的计算方法一般有下列、J1~中:a)当风电场有气内气压和水汽压观测记录时N空气密度按式(C.3)计算。Aυ-ov-AυtEA扫一+6-o(--Ph以一记3-t叮/00e、‘，，/--、一∞一一竹、ρ一一一-(C.3)'EAJ式中:ρ一一空气密度(kg/mJ);P一一气压(hPa)t一一空气温度CC);e水汽压(hPa)。b)当风电场只有气温和气压观测记录时，空气密度按式(C.4)计算。11 D845/T1898--2018100Pρ=一一一.......................................(C.4)RT式中:ρ一一空气密度Ckg/m3)P一一气压ChPa)R一一气体常数C287J/kg•K);T一一年平均空气开氏温标绝对温度CoC+273)。c)~风电场只有气温观测记录时，空气密度按式CC.5)计算。353.05e-0.034(Z/T)ρ=(C.5)T式中:ρ空气也〈度Ckg/m丁:T年干均空气开氏温标绝对温度CC+273)0Z一一海拔高度Cm)。d)当某高度没有气温观测记录时，该高度空气密度按式CC.6)计算。ρ2ρje-0.000lCZ2-Zj)•••••••••••••••••••••••••••••••(C.6)式中:ρl一-Z1高度处的空气密度Ckg/m')ρ2zz高度处的空气密度Ckg/m3)Z1、Z2高度Cm)。C.4浦流强度10min油流强度按式CC.7)计算。I二至......................................(C.7)V式中:1-1白流强度:σ10min风速标准差Cm/s);V--10min平均风速Cm/s)。C.5风切变指数风切变指数按式CC.8)计算。K-K几JIf--V、、/一门α一一-L-Z(C.8),h/IJ式中:α一一风切变指数:~一-Z[高度处的风速Cm/s)12 DB45/T1898--2018RZ-Z币度高处度的(风川边///-2C.6风功率密度设定时段的平均风功率密度按式(C.9)计算。CC.9)式点ur--Dnρvt一设空第平定气;帆叫叫明川功率的问直密记度录丁的(数.，。WW//mμ队Vl内{(MU!一EC.7风能密度式中:Dmp同速气挂区密如山、阳度度曦(ο盯仰，///LMJ/JJJfJ一阳一二一风空目忑mC.8戚布尔分布参数威布尔CWeibull)分布是用于描述风速分布的概率密度函数，其二参数概率密度函数用式CC.11)表示。..,J尸-tiit•,/EUf(x)=王山K一lexpI卜(主)KI...........、、'A~I其中参数CK、A)由式(C.12)和(C.13)计算。K=(~)CC.12)13 D845/T1898--2018-v-4A-F-K(C.13)式中:K形状参数，是一个无量约l量:A一一尺度参数Cm/s)Y一一平均风速Cm/s)σ风速标准羔Cm/s);r一一伽马函数。C.950年一遇最大风速推算C.9.1比值法C.9.1.1收集参i正气象站建站以未逐年最大风速数据，由式CC.14)推算得到参证气象站10m高度50年一遇最大风速。「/It--l飞1Ill-Ill-lIll-lIll-5-oOU---Ill-Jj/J't、、，，，，vr-ti4一-t',，，也nn吐ax一一，、-···A飞、七q口α飞ν」」式中:Vqmax----气象站10m高度50年一遇最大风速Cm/s)μ一一分布的位置参数，即分布的众数:α一一分布的尺度参数。C.9.1.2采用式CA.2)计算测风年参证气象站与测风塔各高度层日最大风速比值系数k，将参证气象站10m高度50年一遇最大风速乘以比值系数k，即可得到测风塔各高度层50年一遇最大风速。C.9.25d最大风速法C.9.2.1收集参证气象站建站以来逐年最大风速数据，由式CC.14)推算得到参ìiE气象站10m高度50年一遇最大风速只max。C.9.2.2收集参证气象站测风年日最大风速，以5d最大风速取样法，由式CC.14)推算得参证气象站10m高度50年一遇最大风速VqmaxM'计算Vqmax手oVqma凡5d的差值。C.9.2.3统计测风塔各高度层日最大风速，以5d最大风速取样法，由式CC.14)推算得各高度层50年一遇最大风速。C.9.2.4计算测风塔各高度层与10m高度层50年一遇最大风速的风切变指数。C.9.2.5使用参证气象站50年一遇最大风速推算的差值订正测风塔10m高度50年一遇最大风速。C.9.2.6使用订正后的测风塔10m高度50年一遇最大风速和风切变指数推算各高度层50年一遇最大风速。14 DB45/T1898--2018C.9.3经验系数法~~~风塔各高度层50年伞遇最大风述按式CC.15)推算。ÞÍsOmax=凡vgXC(C.15)式中:只Omax一-50年一遇最火风速Cm/s)Vavg一一年平均风速(m/ο;C经验系数，取5.0。C.1050年一遇极大风速推算.50年一遇极大风速按式CC.16)推算。(C.16)式中:ÞÍsOext----50年一遇极大风速(m/s)ÞÍsOmax一-50年遇最大风速Cm/s)G一|帆系数，山式CC.l7)ì~~oG=v.,xt/~nax(C.17)式中:v.，xt一一极大风速Cm/s)~nax----10min平均最大风速Cm/sf)0fEC.11标准空气密度换算回风压相等时，标准空气密度的风速与实际空气密度的风速按式CC.1凶，换算。K=但(C.18)式中:尺标准空气密度下风速Cm/s)凡一一实际空气密度下风速Cm/s)ρ。一一实际空气密度Ckg/m1)ρs标准空气密度，取1.225kg/m:lo15 D845/T1898--2018附录D(资料性附录)编制大纲示例1项目概况1.1风电场地理位置1.2场址所在地气候特征1.3场扯地形地貌特征1.1场士If:主要气象灾害1.5风电场工程概况1.6风电场测风塔概况2编制依据3风电场所在地区风况特征3.1参证气象站选取3.2年际风况特征3.3年内风况特征3.1风向频率特征t风电场风能资源特征4.1测风数据的质量检验4.2测风塔实测序列风能参数分析4.3测风塔数据长年代订正4.4风电场代表年风能资源分析4.550年一遇设计风速推算4.6风况参数统计5结论和建议5.1结论5.2建议附录l测风塔各月风能参数计算结果表附录2测风塔各月风速和风功率密度日变化曲线图附录3测风塔各月风速和风能频率分布直方图附录4测风塔各月风向玫瑰图和风能密度玫瑰图16 DB45/T1898一-2018考参文献[1]GB!T18710-2002风电场风能资源评估方法[2]GB/T18451.1-2012风力发电机组设计要求[3]QX!T74-2007风电场气象观测及资料审核、订正技术规范[4]DB52月1031-2015贵州|山地风电场风能资源观测及评估技术规范、[5]武鑫等编著风能按术北京:科学出版社2007、[6]高虎等编著中国风资事测量和评估实务北京:化学主业出版社2009国跑E。配回国国17 中华人民共和国广西地方标准陆上风电场风能资源评估技术规范DB4Sff1898-2018广西壮族自治区市场监督管理局统一印刷版权专有侵权必究