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风电场前期风资源评估

风电场前期风能资源评估(SPWRA-3000)是整个风电场建设、运行的重要环节,是风电项目的根本,对风能资源的正确评估是风电场建设取得良好经济效益的关键,有的风电场建设因风能资源评价失误,建成的风电场达不到预期的发电量,造成很大的经济损失。据调查,目前许多风电场建成投产后的年平均发电量要比预测值低20%~30%。

同时由于风电场在建设初期需对区域风资源进行评估,业主不得不在该区域建立大量的测风塔进行考查以寻找合适的风场建设点。据分析,拟建风场场址需提供1到3年当地连续有效风资源气象信息方可确立。为此业主需投入大量的人力、财力、时间和空间成本。

为解决风电场选址带来诸多限制条件,北京国能日新公司通过多年的气象经济分析及电力工程实践经验,可准确分析当地区域的风能资源图谱,大量的降低业主的各项投资成本,为风电场的前期选址规划提供可靠依据。

一、功能概述

1、风能地图简介

国能日新公司长期以来经营着国内300多家风电场的风资源预报业务和风电并网服务,因此存储了中国境内每一个经纬度坐标的风资源时间序列。基于这一大规模数据库,我们可以根据用户需要,定制局部地区的风资源分布地图——风能地图。

下图是中国区域的风能分布示意图。颜色越红,代表年均风速越大。

 

2、风能地图原理

在风能地图上我们可以直观看到不同地域的风能大小。如果说风能投资最终取决于天时(风资源)、地利(接入条件)、人和(当地公共关系)的话,那么风能地图为风电场宏观选址提供了必不可少的天时(风资源条件)的遴选前提。

 然而风能地图的生成却是非常复杂的过程。为了对我们的技术进行验证,中国水电集团公司新能源分公司向我公司提供了吉林和山西4个自有测风塔的经纬度,我公司从我们的气象系统中计算得到上述4个地理坐标处的风资源时间序列,提交贵公司进行验证。最终验证的结果十分令人满意,序列的相关度相当之高(超过60%)。

上述实验显示国能日新公司有能力计算中国境内每一个地理坐标点的长达一年以上的风资源时间序列。

以百色地域为例,风能地图的整体生成步骤有三:

1.按照需要的空间精度对百色地区进行网格划分,得到所有网格节点的经纬度坐标;

2.计算每一个坐标的年风资源时间序列,并计算平均风速;

3.根据风速大小对所有坐标点进行染色处理;既可得到整个地区的风能地图。

可见,风能地图的制作需要大规模、长时间的风资源计算过程;国能日新公司基于多年开发的风电气象资源和大规模云计算平台,可以为用户提供上述的所有计算过程。有了风能地图,我们就可以按图索骥,寻找还没有开发的风资源富集地区进行下一步的考察和前期工作了。

二、风能详查

风能详查是通过计算模拟给出某个测点的按时间序列的风速风向数据。首先用户选定大的位置之后,在小范围空间中进行细分式筛选时,有针对性地选择若干空间坐标进行风资源详细分析。此时,根据用户提供的经纬度坐标,给出详细的风资源时间序列,用于风资源评估和缩短项目建设周期。

这一步骤有三方面优势:

  1. 缩短前期考察时间周期,节约时间成本;
  2. 补齐实际工作中的缺测数据,减少前期工作周期;
  3. 为测风塔选址、风电场最终选址提供科学依据。

有了时间序列,我们就可以计算风资源的威布尔分布、风向玫瑰图等,进行相关前期的分析工作了,这为定量对比不同地理坐标点的风资源提供了确切的量化指标(如下图所示)。

不同地理坐标处的风资源序列对比

不同地理坐标处的风资源序列对比

风资源威布尔分布

风资源威布尔分布

三、产品特点

国能日新公司自主研发的风电场前期风资源评估系统(SPWRA-3000 )具备如下特点:

1、可以对一个区域评估,如可提供一个县的风能资源图谱和年平均风速图。

2、可以对某区域进行长时间跨度的评估,如可提供30年的平均风速风向值。

3、可适用于任何复杂地形。

4、报告制作时间短,一般1个月内即可完成某区域的评估。

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