某風電場可研報告-風能資源

1、2 風能資源 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 2 風能資源 2.1區(qū)域風能資源概況 甘肅省風能資源理論儲量為2.37億kW，風能總儲量居全國第五位。根據(jù)全省氣象 站資料統(tǒng)計有效風能儲量由西北向東南逐漸減少，風能豐富區(qū)為河西走廊西北部酒泉地 區(qū)，年有效風能儲量在 800 kW.h/m 以上，年平均有效風功率密度在 150W/m 以上，有 效風速時數(shù)在6000h以上。 酒泉地區(qū)南部為祁連山脈，北部為北山山系，中部為平坦的戈壁荒灘，形成兩山夾 一谷的地形，成為東西風的通道，風能資源十分豐富。酒泉地區(qū)部分氣象站風能資源統(tǒng) 計見表2.1。 表2.1 酒泉地區(qū)部分氣象站風能資源情況表

2、 3.6 4.6 3.3 3.4 氣象站 玉 門 鎮(zhèn) 馬 鬃 山 鼎 新 瓜 州 2.2 玉門鎮(zhèn)氣象站 2.2.1 氣象站概況 測站高程平均風速 （m）（m/s） 1526 1770 1177 1171 風能密度 （W/m2） 162.2 148.1 138.9 140.4 風能年儲量 （kW.h/m2） 1080.9 1017.0 833.6 875.1 玉門鎮(zhèn)氣象站為國家基本氣象站，位于玉門鎮(zhèn)南郊，東經(jīng)9702，北緯4016， 海拔高程為1526m。玉門鎮(zhèn)氣象站于1952年7月設立，觀測至今，記錄有完整連續(xù)的氣 象資料。 玉門鎮(zhèn)屬大陸性中溫帶干旱性氣候，根據(jù)玉門鎮(zhèn)氣象站19712000年3

3、0年氣象資 料統(tǒng)計，年平均氣溫為7.1，年平均氣壓為847.2hPa，年平均水汽壓為4.9hPa，年平 均降水量為66.7mm，沙塵暴日數(shù)為8.2d，雷暴日數(shù)為7.7d。玉門鎮(zhèn)氣象站距黑厓子西 風電場約 24km，其間地形起伏較小，地形、地貌為平坦的“戈壁灘”。玉門鎮(zhèn)氣象站氣 象要素統(tǒng)計見表2.2。 2-1 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 表2.2 玉門鎮(zhèn)氣象站氣象要素統(tǒng)計表（19712000年） 項目 平均氣壓(hPa) 平均氣溫( ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 847.2 7.1 36.0 850.6 848.6 847.0 845.

4、9 844.6 841.9 840.8 843.1 847.5 851.4 852.8 852.4 -9.8 -5.9 1.1 9.4 15.8 19.9 21.7 20.5 14.9 7.0 -1.3 -7.8 極端最高氣溫() 10.4 16.4 22.1 31.4 32.0 33.7 35.7 36.0 32.8 26.2 19.3 14.7 出現(xiàn)日期 6 26 28 29 27 27 27 15 8 5 1 14 8月15日 1979 1992 2000 1994 1982 1983 1987 1975 1998 2000 1972 1978 1975年 2.6 1 出現(xiàn)年份 極端最低

5、氣溫() -28.8 -27.5 -19.6 -12.5 -4.2-35.1 出現(xiàn)日期 出現(xiàn)年份 6.7 1 3.4 31 -2.0 -22.5 -22.9 -35.1 27 28 30 17 4 2 11 2 27 12月27日 1998 1980 1988 1979 1981 1980 1979 1997 1993 1986 1981 1991 1991年 9.0 11.4 10.0 6.6 3.9 2.4 1.8 4.9 66.7 平均水汽壓(hPa) 1.5 1.6 2.2 3.3 5.2 降水量(mm) 平均風速(m/s) 最多風向 頻率（） 日照百分率 沙塵暴日數(shù) 雷暴日數(shù) 50年

6、一遇最大風速 常年冰凍期 1.0 1.3 4.1 4.3 6.7 12.9 13.9 12.5 4.8 2.1 2.1 1.1 4.2 4.3 4.4 4.5 3.9 W 27 75 4 0 3.8 3.3 E 19 70 8 25 3.1 3.1 3.0 3.4 4.2 4.3 E 17 68 5 27 E E 25 71 6 0 E 27 67 20 0 E 21 69 10 3 E 22 71 12 7 E 22 72 4 12 E 23 78 3 4 E 19 80 3 0 E 24 77 3 0 W 30 74 3 0 20 72 8.2 7.7 25.0m/s（十分鐘最大）（197

7、12000） 10月下旬4月下旬 2.2.2 多年年平均風速 玉門鎮(zhèn)氣象站自 1952 年建站以來已有 57 年的氣象觀測資料，建站至 2003 年風速 測量一直采用人工站記錄方式，人工記錄測風儀為EL型，高度10.5m；于2003年開始 人工站和自動站并行記錄，自動站EL15-2/2A型，高度為10.5m，人工和自動站互為備 份。風向標經(jīng)過磁偏角修正，設備經(jīng)過標定。經(jīng)分析玉門鎮(zhèn)氣象站 2003 年以后人工和 自動站記錄，未發(fā)現(xiàn)因測風記錄儀器的改變引起的波動。 本階段選取近 30 年（1979.072009.06）的氣象資料進行統(tǒng)計。玉門鎮(zhèn)氣象站 1979.072009.06年平均風速統(tǒng)計值見

8、表2.3，年平均風速變化直方圖見圖2.1。 從圖表中可以看出，從上世紀 70 年代到現(xiàn)在，玉門鎮(zhèn)氣象站年平均風速有逐漸減 少的趨勢，與全國其它氣象站近年來的變化基本一致。1992 年2009 年風速年平均變 2-2 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 化差值較小各年風速無異常變化，說明近年來風速變化穩(wěn)定，近年的數(shù)據(jù)具備較好的代 表性。玉門鎮(zhèn)氣象站近30年平均風速3.32m/s，近20年平均風速3.07m/s，近10年平 均風速2.95m/s。 表2.3 玉門鎮(zhèn)氣象站1979.072009.06年平均風速統(tǒng)計表 年份 1980 1981 平均風速（m/s） 3.9 4.0 4.

9、0 4.0 3.8 3.8 3.7 3.7 3.7 3.4 3.5 3.4 3.1 3.2 3.2 3.2 年份 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 均值 平均風速（m/s） 3.2 3.0 3.0 3.1 3.0 3.0 2.7 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 2.8 3.1 3.3 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 風速（m/s） 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.

10、0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 198 198 198 198 198 198 198 198 198 198 199 199 199 199 199 199 199 199 199 199 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 年份 圖2.1 玉門鎮(zhèn)氣象站（1979.072009.06）年平均風速變化直方圖 2-3 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 2.2.3月平均風速 2.7 2.6 2.6 2.9 3.7

11、 3.8 玉門鎮(zhèn)氣象站月平均風速(1979.072009.06)統(tǒng)計見表 2.4，玉門鎮(zhèn)氣象站月平均 風速(1979.072009.06)直方圖見圖 2.2。由圖表中可以看出，該地區(qū) 11 月翌年 4 月風速較大，79 月風速較小，4 月份比多年年平均風速大 24.2%，8 月份比多年年平 均風速小21.7%。 表2.4 玉門鎮(zhèn)氣象站月平均風速(1979.072009.06)統(tǒng)計表 風速：m/s 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均 風速 3.7 3.8 4.0 4.1 3.3 2.9 3.3 風速（m/s） 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

12、1.0 0.5 0.0 123456789101112 月份 圖2.2 玉門鎮(zhèn)氣象站月平均風速(1979.072009.06)變化直方圖 2.2.4風向玫瑰圖 根據(jù)玉門鎮(zhèn)最近 30 年氣象站資料統(tǒng)計，玉門鎮(zhèn)氣象站風向玫瑰圖見圖 2.3。從圖 2.3 可看出，該地區(qū)盛行風向為東風、西風。在時間分布上，年盛行風向和季節(jié)變化基 本一致，冬季盛行西風，夏季盛行東風。 2-4 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 0 20 330 15 30010 5 30 60 270090 240120 210 150 180 圖2.3 玉門鎮(zhèn)氣象站風向玫瑰圖 2.3風電場測風資料 2.3.1測風塔

13、情況 2008-09-27 400144.32059 為開發(fā)黑厓子西風電場區(qū)域風能資源，2008年5月在該地區(qū)設立了2座測風塔，兩 測風塔直線距離為 5.5km。黑厓子西風電場各測風塔基本情況見表 2.5，各測風塔地理 位置圖見圖2.4。 表2.5 黑厓子西風電場各測風塔基本情況表 測風塔 黑厓子北 塔高（m） 70 測風時段 2008-05-09 2009-07-26 坐標 965222.6 400442 高程（m） 1840 測風塔配置 風速：10、50、70 風向：10、70 儀器 黑厓子南70 2008-05-10965212.4 2-5 風速：10、50、70 風向：10、70 華電

14、甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 圖2.4 黑厓子西風電場測風塔地理位置示意圖 2-6 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 2.3.2測風數(shù)據(jù)檢驗與處理 為了有效評估本風電場風能資源，本次對原始測風數(shù)據(jù)進行了驗證，對其完整性和 合理性進行了判斷，檢驗出不合理的數(shù)據(jù)和缺測的數(shù)據(jù)。 按照 GB/T18710-2002風電場風能資源評價辦法，采用北京木聯(lián)能軟件公司編制 的風電場測風數(shù)據(jù)驗證和評估軟件2.0 版本對各測風塔的實測數(shù)據(jù)分別進行完整性 檢驗、范圍檢驗、相關性檢驗和風速變化趨勢檢驗，檢驗項目如下： （1）小時平均風速值范圍為0m/s40m/s； （2）風向值

15、范圍0360； （3）當切入風速大于5.0m/s時，風速和風向連續(xù)6h無變化； （4）小時平均風速變化小于6.0m/s； （5）相隔高度在1m20m條件下平均風速差小于2.0m/s； （6）相隔高度在21m40m條件下平均風速差小于4.0m/s； （7）當切入風速大于5.0m/s時，風速標準差值小于10。 檢驗后列出所有不合理的數(shù)據(jù)和缺測數(shù)據(jù)及對應的時間，對不合理數(shù)據(jù)再次進行判 斷，挑出符合實際情況的有效數(shù)據(jù)，回歸原始數(shù)據(jù)組。各測風塔數(shù)據(jù)檢驗結果統(tǒng)計見表 2.6。黑厓子西風電場各測風塔不同高度實測月平均風速統(tǒng)計見表2.7。 表2.6 黑厓子西風電場各測風塔測風數(shù)據(jù)檢驗統(tǒng)計表 有效數(shù)據(jù)完 測風塔

16、 檢驗時段應有數(shù)據(jù) 2008-07-01 缺測數(shù)據(jù) 不合理數(shù)據(jù) 有效數(shù)據(jù) 整率 黑厓子北 黑厓子南 09-06-30 2008-05-10 2008-09-27 52560 52560 0 0 2-7 79 195 52481 20091 99.85% 38.22% 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 表2.7 黑厓子西風電場各測風塔實測不同高度月平均風速統(tǒng)計表 (單位：m/s) （3.48） 4.70 （4.28） 5.64 （4.34） 5.73 6.02 7.38 7.50 （3.40） 4.51 （4.07） 5.33 （4.12） 5.36 測風塔高 度 10m 黑

17、厓子北 50m （2008） 70m 1 2 3 4 5 6 7 5.86 7.14 7.27 8 6.42 7.86 8.02 9 5.35 6.47 6.54 10 11 12 平均 4.66 5.00 5.21 5.15 5.60 6.43 6.76 6.35 5.66 6.55 6.91 6.46 黑厓子北 （2009） 黑厓子南 （2008） 10m 4.57 5.12 6.19 6.43 50m 6.04 6.42 7.85 8.05 70m 6.18 6.55 8.02 8.25 10m 50m 70m 5.97 （5.73） 7.16 （6.89） 7.31 （7.02） 5.

18、71 6.83 6.89 6.07 （5.70） 7.36 （6.55） 7.65 （6.62） 5.72 7.12 7.27 5.17 6.14 6.25 注：( )為不完全統(tǒng)計 2.3.3 測風數(shù)據(jù)插補延長 黑厓子北測風塔位于黑厓子西風電場正北方向約 1km 處，黑厓子南測風塔位于黑 厓子西風電場正南方向約 600m 處，其中黑厓子北測風塔測風時段超過一年，有效數(shù)據(jù) 完整率較高。黑厓子南測風塔只有4個月測風數(shù)據(jù)。黑厓子北與黑厓子南測風塔直線距 離為5.5km，高程差219m；其間地勢開闊，地形平坦，下墊面情況基本一致，因此考慮 采用相關插補方法對黑厓子南測風數(shù)據(jù)進行延長。 經(jīng)對黑厓子北與黑

19、厓子南測風塔同期70m高度風速進行相關性分析，黑厓子北與黑 厓子南測風塔 70m 高度風速總體相關系數(shù)為 0.286，主風向扇區(qū)相關系數(shù)為 0.253，相 關性較差，黑厓子北與黑厓子南測風塔70m高度風速總體相關見圖2.5。經(jīng)調(diào)查黑厓子 南測風塔自2008年 9月27日后測風儀器已損壞，且2008年 7月的風速、風向都與黑 厓子北測風塔有較大差異，存在明顯不合理情況，而黑厓子北測風塔與昌馬第二風電場 內(nèi) 6324#測風塔 70m 高度風速做相關分析，總體相關系數(shù)為 0.829，主風向扇區(qū)相關系 數(shù)為0.883，故本次選用黑厓子北測風塔2008-07-012009-06-30一整年的測風數(shù)據(jù)進

20、行風資源分析。黑厓子北測風塔與昌馬第二風電場內(nèi)6324#測風塔70m高度風速總體相 關見圖2.6。黑厓子北與黑厓子南測風塔70m高度風速相關方程及相關系數(shù)見表2.8。 2-8 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 表2.8 黑厓子北與黑厓子南測風塔70m高度同期風速相關性分析 象限 N NNE NE ENE E ESE SE SSE 相關方程 Y=0.039X+3.023 Y=0.072X+3.337 Y=0.205X+3.208 Y=0.057X+5.624 Y=0.281X+6.605 Y=0.351X+4.315 Y=0.164X+2.960 Y=0.194X+2.130

21、 相關系數(shù) 0.107 0.126 0.330 0.072 0.257 0.377 0.275 0.441 象限 S SSW SW WSW W WNW NW NNW 相關方程 Y=0.297X+3.803 Y=0.288X+3.332 Y=0.239X+2.804 Y=0.227X+4.525 Y=0.290X+5.986 Y=0.299X+5.748 Y=0.068X+4.596 Y=0.041X+3.178 相關系數(shù) 0.330 0.449 0.449 0.255 0.254 0.274 0.096 0.101 圖2.5 黑厓子北與黑厓子南測風塔70m高度風速總體相關圖 2-9 華電甘肅玉

22、門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 圖2.6 黑厓子北測風塔與6324#測風塔70m高度風速總體相關圖 2.3.4 測風數(shù)據(jù)訂正 為得到一套反映該風電場長期平均水平的風速代表性數(shù)據(jù)，需借用玉門鎮(zhèn)氣象站長 期測風資料對黑厓子北測風塔(2008.07.012009.06.30時段)測風數(shù)據(jù)進行訂正。 根據(jù)玉門鎮(zhèn)氣象站資料統(tǒng)計，氣象站近 30 年（1979.072009.06）年平均風速為 3.32 m/s，近20年（1989.072009.06）年平均風速為3.07 m/s，近10年（1999.07 2009.06）年平均風速為 2.95m/s。而玉門鎮(zhèn)氣象站與現(xiàn)場測風塔同期的測風時段 （

23、2008.072009.06）平均風速為3.07m/s，與20年平均風速持平，說明黑厓子北測風 塔 2008.072009.06 測風時段具有長系列平均風速代表性，故本次不需要對選取的黑 厓子北測風塔（2008.072009.06）測風時段實測數(shù)據(jù)進行訂正。黑厓子北測風塔代表 年平均風速、風功率密度統(tǒng)計見表2.9。 對玉門鎮(zhèn)氣象站10m高度和黑厓子北測風塔70m高度同期（2008.072009.06）逐 小時測風數(shù)據(jù)分扇區(qū)分別進行相關分析，相關分析結果見圖2.7。由圖中可以看出，主 導風向扇區(qū)相關性較好。 2-10 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 表2.9 黑厓子北測風塔

24、代表年平均風速、風功率密度統(tǒng)計表 單位：風速m/s， 風功率W/m 2 測風塔高 度 10m 項目 風速 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均 4.6 5.1 6.2 6.4 6.0 6.0 5.9 6.4 5.4 4.7 5.0 5.2 5.57 黑厓子北 (2008.07.01 2009.6.30） 風功率118 142 198 241 184 210 167 236 138 101 118 176 169 風速6.0 6.4 7.9 8.1 7.4 7.2 7.1 7.9 6.5 5.6 6.4 6.8 6.93 50m 風功率254 273 383 455 346

25、 367 303 428 253 191 246 371 323 1.276 1 0.00366 t 風速 70m 6.2 6.6 8.0 8.3 7.5 7.3 7.3 8.0 6.5 5.7 6.6 6.9 7.07 風功率281 297 415 497 374 399 328 465 270 204 268 409 351 2.4風電場風資源計算 2.4.1空氣密度 根據(jù)玉門鎮(zhèn)氣象站近30年平均氣溫、氣壓和水汽壓計算空氣密度，計算公式如下： p 0.378 e 1000 式中：t為平均氣溫()；p為平均氣壓(hPa)；e為平均水汽壓(hPa)。 3 計算得出玉門氣象站空氣密度為1.059

26、kg/m 。黑厓子西風電場場址平均高程約 1950m，由玉門氣象站推算場址處空氣密度為1.017 kg/m3。 2.4.2 風能計算 （1）平均風速及風功率密度 黑厓子北測風塔不同高度代表年月平均風速統(tǒng)計見表 2.10，80m、90m、100m 高度 風速由70m高度風速數(shù)據(jù)推算，風向直接采用70m高度風向。 黑厓子北測風塔90m高度年平均風速為7.21m/s，年有效風速（3.0m/s25.0m/s） 2 時數(shù)為7131h，平均風功率密度為373W/m。 2-11 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 表2.10 黑厓子北測風塔代表年月平均風速、風功率密度統(tǒng)計表 風速：m/s；

27、風功率密度：W/m2 測風塔高度1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 風速6.2 6.6 8.0 8.2 7.5 7.3 7.3 8.0 6.5 5.7 6.6 6.9 7.07 70m 風功 率281 297 415 497 374 399 328 465 270 205 268 409 351 風速6.2 6.6 8.1 8.3 7.6 7.4 7.3 8.1 6.6 5.7 6.6 7.0 7.12 80m 風功 黑厓子北 率287 303 424 508 382 408 335 474 276 209 274 418 359 風速6.3 6.7 8.2 8.4 7

28、.7 7.5 7.4 8.2 6.7 5.8 6.7 7.0 7.21 90m 風功 率299 316 441 528 398 424 349 494 287 217 285 435 373 風速6.4 6.8 8.3 8.6 7.8 7.6 7.6 8.3 6.8 5.9 6.8 7.2 7.35 100m 風功 率316 334 467 559 421 449 369 523 304 230 301 460 395 (2)風頻曲線及威布爾參數(shù) 風頻曲線采用威布爾分布，概率分布函數(shù)用下式表示： V K K V K 1() f (V) ( ) e A A A 式中：V為風速；A、K為威布爾參數(shù)

29、。 用WASP9.0程序進行威布爾曲線擬合計算，得到黑厓子北測風塔70m高度年平均風 2 速為7.16m/s，平均風功率密度為358W/m，威布爾參數(shù)A=8.1，k=1.99 ；80m高度年平 2 均風速為7.21m/s，平均風功率密度為365W/m，威布爾參數(shù)A=8.1，k=2.0 ；90m高度 年平均風速為7.32m/s，平均風功率密度為380W/m2，威布爾參數(shù)A=8.3，k=2.0 ；100m 高度年平均風速為7.45m/s，平均風功率密度為403W/m2，威布爾參數(shù)A=8.4，k=2.0 。 黑厓子北測風塔90m高度平均風速威布爾分布圖見圖2.8。由圖2.8可以看出，黑 厓子北測風塔

30、90m高度風速概率分布與威布爾分布曲線擬合情況較好。 2-12 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 圖2.8 黑厓子北測風塔90m高度平均風速威布爾分布圖 (3) 風速、風向特性 黑厓子北測風塔90m高度年風向和風能玫瑰圖分別見圖2.9、2.10，黑厓子北測風 塔90m高度全年各扇區(qū)風向和風能分布統(tǒng)計見表2.11。 從表 2.11 中可以看出，黑厓子北測風塔 90m 高度主風向為西(W)、東(E)，分別占 全年的17.05%、15.15%，主風能方向為東(E)、西(W)，分別占全年的27.17%、21.68%。 表2.11 黑厓子北測風塔90m高度全年各扇區(qū)風向和風能分布統(tǒng)計

31、 扇區(qū) N 1.30% 0.09% S 2.28% 1.09% NNE 1.66% 0.17% SSW 2.44% 0.63% NE 3.76% 0.74% SW 4.97% 1.71% ENE 8.69% 6.17% WSW 15.78% 16.30% E 15.15% 27.17% W 17.05% 21.68% ESE 11.38% 17.29% WNW 8.13% 5.43% SE 2.63% 0.88% NW 2.25% 0.33% 風向 SSE 1.19% 0.19% NNW 2.04% 0.21% 黑厓子北測風塔90m高度風速風能分布直方圖見圖2.11，從風速分布看，風速主要 集

32、中在3.0 m/s12.0m/s，占全年的79.19%,風能占全年的55.22%；13.0m/s25.0m/s 風速段占全年的10.01%，風能占全年的44.71%；而沒有大于25.0m/s的風速。 黑厓子北測風塔90m高度風速、風能頻率分布統(tǒng)計見表2.12。 風功率 扇區(qū) 風向 風功率 2-13 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 表2.12 黑厓子北測風塔90m高度風速、風能頻率分布表 風速段 m/s 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 黑厓子北 風速 0.81% 4.34% 5.66% 7.79% 9.18% 9.95% 9.89% 8.58% 8.17%

33、 7.72% 6.79% 風能 0.00% 0.01% 0.07% 0.29% 0.81% 1.71% 2.93% 4.01% 5.69% 7.70% 9.26% 風速段 m/s 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 合計 風速 6.21% 4.91% 3.69% 2.20% 1.35% 1.03% 0.75% 0.56% 0.29% 0.13% 0.01% 100% 黑厓子北 風能 11.20% 11.62% 11.06% 8.14% 6.19% 5.71% 5.02% 4.47% 2.61% 1.36% 0.15% 100% b) 風速的年內(nèi)變化 通常情況下，本

34、地區(qū)年內(nèi)11月翌年4月風速較大，7月9月風速較小。也就是 說，冬春季風大，夏季風小。 黑厓子北測風塔90m高度風速、風功率密度年內(nèi)變化曲線見圖2.12。由圖2.12可 以看出，春夏季風大，秋冬季風小，與氣象站多年統(tǒng)計結果相比不完全符合，個別年份 這是存在且合理的。 黑厓子北測風塔90m高度各月風向、風能玫瑰圖分別見圖2.13、圖2.14，由圖2.13 2.14可以看出，冬季以西風為主，夏季以東風為主，與氣象站多年統(tǒng)計結果一致。 c）風速的日變化 黑厓子北測風塔 90m 高度風速、風功率密度日變化曲線見圖 2.15。黑厓子北測風 塔 90m 高度風速、風功率密度各月日變化曲線見圖 2.16。就總

35、體情況看，一般午后風 速逐漸加大，至下午16.17點鐘風速最大，晚上風速逐漸減小，至早晨9、10點鐘左右 風速最小。 d) 實測最大風速 黑厓子西風電場各測風塔不同高度實測最大風速、極大風速統(tǒng)計見表2.13。 2-14 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 表2.13 黑厓子西風電場各測風塔各高度最大、極大風速統(tǒng)計表 風速：m/s 測風塔高度 最大風速 70m 22.1 2009.4.29 27.3 2008.10.21 21.6 2008.8.26 28.8 2008.6.21 50m 21.9 2009.4.29 28.4 2008.10.21 21.1 2008.8.26

36、 27.2 2008.6.21 10m 18.2 2009.4.29 25.7 2008.8.12 19.5 2008.8.26 28.4 2008.7.25 出現(xiàn)日期 黑厓子北 黑厓子南 （4）風切變指數(shù) 極大風速 出現(xiàn)日期 最大風速 出現(xiàn)日期 極大風速 出現(xiàn)日期 項目 50m 70m 50m 10m 0.1361 0.1225 0.1068 50m 風切變指數(shù)按下式計算: lg( v2 /v1) lg( z2 / z1) V2:高度Z2 的風速,m/s；V1:高度Z1 的風速,m/s 黑厓子西風電場各測風塔不同高度測風資料計算的風切變指數(shù)見表2.14。 表2.14 黑厓子西風電場各測風塔不

37、同高度風切變指數(shù)比較表 測風塔 黑厓子北 0.0577 黑厓子南 70m 0.0975 0.0528 由上表可以看出，黑厓子西風電場場址內(nèi)的黑厓子北測風塔 50m70m 切變指數(shù)為 0.0577；黑厓子南測風塔50m70m切變指數(shù)為0.0528。 擬合黑厓子北測風塔不同高度及其對應風速相關關系的方程，方程為： Y=4.1681X0.1268，相關系數(shù)為 0.996，相關性較好，切變指數(shù)為 0.1268。擬合曲線見圖 2.17。 擬合黑厓子南測風塔不同高度及其對應風速相關關系的方程，方程為： Y=4.1087X0.1004，相關系數(shù)為 0.997，相關性較好，切變指數(shù)為 0.1004。擬合曲線見

38、圖 2-15 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 2.18。 經(jīng)綜合分析后，本設計階段黑厓子西風電場50m以上風切變指數(shù)采用0.0577。 風速（m/s） 8.0 7.0 6.0 5.0 y = 4.1681x0.1268 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 R = 0.996 020406080 h（m） 圖2.17 黑厓子北測風塔不同高度實測風速的冪指數(shù)擬合曲線圖 風速（m/s） 7.0 6.0 5.0 y = 4.1087x0.1004 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 R= 0.997 020406080 h（m） 圖2.18 黑厓子南測風塔不同高度實測風速

39、的冪指數(shù)擬合曲線圖 （5）50年一遇最大風速 根據(jù)玉門鎮(zhèn)氣象站近30年（19782007）實測年最大風速（見表2.15），采用極值 I型概率分布統(tǒng)計出50年一遇10m高度最大風速為28.08m/s，極大風速為39.3m/s。50 年一遇最大風速計算公式為： 2-16 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 1 ln( 50) 1 V50 _ max u ln 50 式中：V 為風速；u =16.85為分布位置參數(shù)； =0.3474為分布尺度參數(shù)。 推算至風力發(fā)電機組輪轂 70m、80m 90m 和 100m 高度 50 年一遇極大風速分別為 51.62m/s、52.60m/s、5

40、3.47 m/s和54.26m/s (切變指數(shù)取0.14，空氣密度1.059 kg/m3)。 根據(jù)風壓公式： V 2P0 P 1 2g 式中：g為重力加速度， 為重度。標準大氣壓（1013.3毫巴），常溫（15）時 干空氣重度為1.225kg/m3。 3 本風電場空氣密度為1.059kg/m,考慮到空氣密度的變化，將風場當?shù)?0年一遇極 大風速用風壓公式訂正到標準空氣密度條件下。經(jīng)計算，標準空氣密度條件下 50 年一 遇極大風速相當于空氣密度為1.059kg/m3時的92.98%，即風場70m、80 m、90 m和100m 高度50年一遇極大風速訂正到標準空氣密度條件下分別為48.00m/s、

41、48.90 m/s、49.71 m/s和50.45m/s,小于52.5m/s。 表2.15 玉門鎮(zhèn)氣象站近30年（19782007）實測年最大風速 年份 1978 1979 最大風速 21.0 22.0 21.0 20.0 21.0 19.0 17.0 18.0 25.0 17.0 19.0 18.3 22.0 16.0 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 最大風速 15.0 14.0 15.0 17.3 12.3 15.3 15.0 16.0 20.0 17.0 18.3 16.0

42、24.0 17.9 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 2-17 華電甘肅玉門黑厓子西風電場48MW工程可行性研究報告 年份 1992 1993 最大風速 25.0 17.3 年份 均值 最大風速 18.4 （6）湍流強度 15m/s風速段湍流強度按下式計算: IT= / V 式中: V為14.5m/sV15.5m/s平均風速; 為相應風速標準偏差。 黑厓子西風電場所設立的兩座測風塔測風數(shù)據(jù)沒有采集風速標準偏差，所以不能計 算湍流強度，本次采用位于昌馬第二風電場的6324#測風塔（2008.07.012009.06.30） 測風時段的測風數(shù)據(jù)計算湍流強度作為黑厓子西風電