风电场发电量计算方法

发电量计算梳理发电量计算部分,我们所要做的工作是这样的:

当拿到标书(可研报告)等资料后,我们首先要提澄清(向业主索要详细发电量计算所需的资料);然后选择机型(确定该风电场适合用什么类型的风机);最后进行发电量计算。

一、澄清

下面列出了发电量计算需要的所有内容,提澄清的时候,缺什么就列出来。

风电场详细发电量计算所需资料汇总

(1) 请业主提供风电场的可研报告;

(2) 请业主提供风电场内的测风塔各高度处完整一年实测风速、风向、风速标准偏差数据,以及测风塔的地理位置坐标;

(3) 请业主提供测风塔测风数据的密码;

(4) 风电场是否已确定风机布置位置,若已确定风机位置,请提供相应的固定风机点位坐标;

(5) 请业主提供风电场的边界拐点坐标;

(6) 请业主提供风电场内预装轮毂高度处的50年一遇最大风速;

(7) 请业主提供风电场场址处的空气密度;

(8) 请业主提供预装轮毂高度处15m/s湍流强度特征值;

(9) 请业主提供风电场的海拔高度以及累年极端最低温度;

(10)请业主提供风电场内测风塔处的综合风切变指数;

(11)请业主提供风电场影响发电量结果的各项因素的折减系数。

2 如果业主没有说明投影采用的是Gauss Krueger3还是Gauss Krueger6,我们可以根据横坐标的前两位来判断。比如东京117°在Gauss Krueger3投影下,横坐标开头是39xxxxxx,在Gauss Krueger6投影下是20xxxxxx。至于坐标值,我们可以从业主提供的电子

地形图查看,也可以从可研等报告文件中提供的风功率密度分布图、平均风速分布图、机位布置示意图等图中获得。如下图。第三步:根据风场拐点(主要是确定风机可能布置的范围),弥补地图。

首先,根据上图,我们可以知道WT软件在计算时需要用多大地图。

详见D:\Xi\其它\理论学习\WT_HELP_Chinese.chm的“技术基础”-“计算区域的尺寸”

我们最需要关注的是Rv:通常通过拟选区域西南角和东北角的点坐标确定。数值是风场拐点的西南角和东北角坐标外延500-1000m,填入下图圈中的区域(WT软件界面)。

注:

1 外延500-1000m是为了防止显示区域边缘紧贴风机,不清晰,不美观

2 综合计算完成后,生成的风机点位图、能量密度分布图等显示的区域就是此部分圈出的区域

再说Rtop:我们弥补地图时框住的区域只要包含住Rtop即可。

其它具体操作可以参考视频:F:\培训资料\WT培训\2月2号上午-wt操作

3.2 风数据(.tim)

.rwd-.txt-.prn-.tim

三列数据:风速、风向、风速标准偏差

理论资料:D:\Xi\其它\理论学习\标准规定\风电场风能资源评估方法-GBT18710-2002

用excel打开风数据后,首先找出所需时段和所需高度的风速、风向和风速标准偏差。然后进行筛选:

1 查看最大值和最小值。平均风速0-40m/s,风向0-360°,标准偏差0-40,删除超过此范围的数据

2 连续数小时风速为0.5左右不变,且其它高度层风速有变化,判为错误数据,删除。

3 计算有效数据完整率,90%以下,需要插补。优选同塔不同高度数据插补,次选异塔同高度数据插补。插补方法:对两组风数据(风速)进行相关性分析,R>0.8说明相关性较好,可以用得出的相关性方程弥补。

学习视频:F:\培训资料\WT培训\机型选择及风数据分析.lxe

3.3 风机点位(.xyh)

获取点位坐标复制到excel-.prn-.xyh

四列数据(只能是英文或数字):风机编号、X坐标、Y坐标、轮毂高度

点位坐标:业主提供或openwind软件优化

3.4 风机的功率曲线(.wtg)

使用软件Wasp Turbine Editor,输入风机名称、风轮直径和轮毂高度,再分别输入标准空气密度和风场空气密度下的功率、推力系数,如下图。

3.5 wt软件操作

用WT软件计算,首先进行“定向计算”,定向计算结束后进行“综合或多塔综合”。定向计算耗时很长,一般要10个小时左右。综

合耗时较短,一般15分钟左右。

注1:

1 定向计算耗时很长,一般要10个小时左右。综合耗时较短,一般15分钟左右

2 只需要地形图.map文件即可进行定向计算

3 定向计算最好加入结果点,曾经出现过一次几率很小的bug,因为没有结果点而不能综合

4 导入的所有文件的名称及内容不能有中文,采用英文和数字

注2:

1 如果定向计算结果收敛率不好(最好在95%以上,至少在90%以上),可以对用户参数进行如下更改该(单独更改一个参数,若收敛仍不好,再单独更改下一个,尽量不更改”模型“):

(1)"迭代次数"25改成20或更小

(2)"最小垂直分辨率"4改成6或8

(3)"模型”把”散逸模型“改成”稳健模型“

(4)在不收敛的方向加减一度到二度计算。如90度方向不收敛,且前三个方法都不管用,则尝试计算89度或91度方向

四 openwind优化布机

需要.wrb、.shp和.tbn三个文件

4.1 .wrb

此文件表示风场风能分布等情况。

WT软件任何综合结果,右键,“发送至”-“openwind(.wrb)”

注:将.wrb导入openwind后界面如下,我们后续操作需要的是圈红的“Power Density”图层。其它图层取消勾选。

4.2 .shp

此文件表示风场拐点。

在global mapper中绘出拐点区域,选中(如下图阴影部分),点击“文件”-“输出”-“矢量格式”-选择“shapfile”。按下图操

作。

将.shp导入openwind软件中,显示如下。

4.3 .tbn

此文件表示风机的参数

在opendwind中,选择“settings”-“Turbine Types”,设置“Main”"Power""Thrust""RPM",

选择“Save”即保存为一个.tbn文件。如下图。

注:功率和推力系数按空气密度1到1.225每隔一段出一组数据

4.4 导入

将.wrb和.shp两个文件导入openwind,左侧空白区域右键,选择“New layer”-"Turbine Layout",新建风机图层。将该图层拖到“Power Density”图层下。再将.shp拖到风机图层下。再设施父子关系,风机类型,风机间距,风场容量等。

注:如有部分风机点位固定,再优化机位,可以建两个风机图层,一个图层设置为固定机位,另一个图层为需要优化的机位,将.shp拖到优化机位图层下。

发电量计算梳理发电量计算部分,我们所要做的工作是这样的:

当拿到标书(可研报告)等资料后,我们首先要提澄清(向业主索要详细发电量计算所需的资料);然后选择机型(确定该风电场适合用什么类型的风机);最后进行发电量计算。

一、澄清

下面列出了发电量计算需要的所有内容,提澄清的时候,缺什么就列出来。

风电场详细发电量计算所需资料汇总

(1) 请业主提供风电场的可研报告;

(2) 请业主提供风电场内的测风塔各高度处完整一年实测风速、风向、风速标准偏差数据,以及测风塔的地理位置坐标;

(3) 请业主提供测风塔测风数据的密码;

(4) 风电场是否已确定风机布置位置,若已确定风机位置,请提供相应的固定风机点位坐标;

(5) 请业主提供风电场的边界拐点坐标;

(6) 请业主提供风电场内预装轮毂高度处的50年一遇最大风速;

(7) 请业主提供风电场场址处的空气密度;

(8) 请业主提供预装轮毂高度处15m/s湍流强度特征值;

(9) 请业主提供风电场的海拔高度以及累年极端最低温度;

(10)请业主提供风电场内测风塔处的综合风切变指数;

(11)请业主提供风电场影响发电量结果的各项因素的折减系数。

2 如果业主没有说明投影采用的是Gauss Krueger3还是Gauss Krueger6,我们可以根据横坐标的前两位来判断。比如东京117°在Gauss Krueger3投影下,横坐标开头是39xxxxxx,在Gauss Krueger6投影下是20xxxxxx。至于坐标值,我们可以从业主提供的电子

地形图查看,也可以从可研等报告文件中提供的风功率密度分布图、平均风速分布图、机位布置示意图等图中获得。如下图。第三步:根据风场拐点(主要是确定风机可能布置的范围),弥补地图。

首先,根据上图,我们可以知道WT软件在计算时需要用多大地图。

详见D:\Xi\其它\理论学习\WT_HELP_Chinese.chm的“技术基础”-“计算区域的尺寸”

我们最需要关注的是Rv:通常通过拟选区域西南角和东北角的点坐标确定。数值是风场拐点的西南角和东北角坐标外延500-1000m,填入下图圈中的区域(WT软件界面)。

注:

1 外延500-1000m是为了防止显示区域边缘紧贴风机,不清晰,不美观

2 综合计算完成后,生成的风机点位图、能量密度分布图等显示的区域就是此部分圈出的区域

再说Rtop:我们弥补地图时框住的区域只要包含住Rtop即可。

其它具体操作可以参考视频:F:\培训资料\WT培训\2月2号上午-wt操作

3.2 风数据(.tim)

.rwd-.txt-.prn-.tim

三列数据:风速、风向、风速标准偏差

理论资料:D:\Xi\其它\理论学习\标准规定\风电场风能资源评估方法-GBT18710-2002

用excel打开风数据后,首先找出所需时段和所需高度的风速、风向和风速标准偏差。然后进行筛选:

1 查看最大值和最小值。平均风速0-40m/s,风向0-360°,标准偏差0-40,删除超过此范围的数据

2 连续数小时风速为0.5左右不变,且其它高度层风速有变化,判为错误数据,删除。

3 计算有效数据完整率,90%以下,需要插补。优选同塔不同高度数据插补,次选异塔同高度数据插补。插补方法:对两组风数据(风速)进行相关性分析,R>0.8说明相关性较好,可以用得出的相关性方程弥补。

学习视频:F:\培训资料\WT培训\机型选择及风数据分析.lxe

3.3 风机点位(.xyh)

获取点位坐标复制到excel-.prn-.xyh

四列数据(只能是英文或数字):风机编号、X坐标、Y坐标、轮毂高度

点位坐标:业主提供或openwind软件优化

3.4 风机的功率曲线(.wtg)

使用软件Wasp Turbine Editor,输入风机名称、风轮直径和轮毂高度,再分别输入标准空气密度和风场空气密度下的功率、推力系数,如下图。

3.5 wt软件操作

用WT软件计算,首先进行“定向计算”,定向计算结束后进行“综合或多塔综合”。定向计算耗时很长,一般要10个小时左右。综

合耗时较短,一般15分钟左右。

注1:

1 定向计算耗时很长,一般要10个小时左右。综合耗时较短,一般15分钟左右

2 只需要地形图.map文件即可进行定向计算

3 定向计算最好加入结果点,曾经出现过一次几率很小的bug,因为没有结果点而不能综合

4 导入的所有文件的名称及内容不能有中文,采用英文和数字

注2:

1 如果定向计算结果收敛率不好(最好在95%以上,至少在90%以上),可以对用户参数进行如下更改该(单独更改一个参数,若收敛仍不好,再单独更改下一个,尽量不更改”模型“):

(1)"迭代次数"25改成20或更小

(2)"最小垂直分辨率"4改成6或8

(3)"模型”把”散逸模型“改成”稳健模型“

(4)在不收敛的方向加减一度到二度计算。如90度方向不收敛,且前三个方法都不管用,则尝试计算89度或91度方向

四 openwind优化布机

需要.wrb、.shp和.tbn三个文件

4.1 .wrb

此文件表示风场风能分布等情况。

WT软件任何综合结果,右键,“发送至”-“openwind(.wrb)”

注:将.wrb导入openwind后界面如下,我们后续操作需要的是圈红的“Power Density”图层。其它图层取消勾选。

4.2 .shp

此文件表示风场拐点。

在global mapper中绘出拐点区域,选中(如下图阴影部分),点击“文件”-“输出”-“矢量格式”-选择“shapfile”。按下图操

作。

将.shp导入openwind软件中,显示如下。

4.3 .tbn

此文件表示风机的参数

在opendwind中,选择“settings”-“Turbine Types”,设置“Main”"Power""Thrust""RPM",

选择“Save”即保存为一个.tbn文件。如下图。

注:功率和推力系数按空气密度1到1.225每隔一段出一组数据

4.4 导入

将.wrb和.shp两个文件导入openwind,左侧空白区域右键,选择“New layer”-"Turbine Layout",新建风机图层。将该图层拖到“Power Density”图层下。再将.shp拖到风机图层下。再设施父子关系,风机类型,风机间距,风场容量等。

注:如有部分风机点位固定,再优化机位,可以建两个风机图层,一个图层设置为固定机位,另一个图层为需要优化的机位,将.shp拖到优化机位图层下。


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