第二章(4)风能资源评估软件

第章（）风能资源评估软件第二章（4）风能资源评估软件现状„已有软件„WAsP„WindFarmer„WindFarmer„WindPROMtdWT„MeteodynWT„WindSim„等2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„WAsP（WindAtlasAnalysisandApplicationProgram)软件是丹麦国家实验室风能及大气物理部1987年开发出来的，目室风能及大气物理部1987年开发出来的，目前最新版本10.1„目前国际认可的进行风电场发电量计算通用的„目前国际认可的进行风电场发电量计算通用的风资源评估软件2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„WAsP软件的主要功能有„1、原始测风数据的统计分析生能资分布图„2、生成风能资源分布图„3、用风能资源分布图推算某点的风况„3、用风能资源分布图推算某点的风况„4、单台风电机组的年发电量计算„5、风电机组的尾流损失，总发电量计算2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„使用WAsP软件的主要步骤：„1、输入所需信息风图谱所需数据„风图谱所需数据„风电机组的功率曲线2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„风图谱计算的基础数据„（1）实测风资源数据原始的按时间序列的速向数据应至少提供年以上的„即原始的按时间序列的风速风向数据，应至少提供一年以上的数据。主要为风速风向每1h或3h的统计值。2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„（2）取得风资源数据的地点及设备距地面高度„主要是指实测点的经度、纬度、当地标准气压、温度及海拔高度高度2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„（3）地形图2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„（4）现场粗糙程度的描述„以粗糙长度描述粗糙程度2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„（5）现场障碍物的描述„WAsP通过极坐标的方式来描述障碍物2014/9/2风力发电场(ch2.4)2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„2、生成场址的风能资源分布图2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„3、布置机组位置，给定轮毂高度„4、计算每台风电机组的发电量„4、计算每台风电机组的发电量5输出计算结果„5、输出计算结果2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„WAsP软件的缺点„WAsP软件主要针对欧洲的风资源分布特点开发„假设风速分布服从weibull分布„假设风速分布服从weibull分布„主要适用于较为平坦的地形，对于复杂地形如坡度较大时，其计算结论存在较大的误差其计算结存在较大误„发电量计算没有考虑非标准状况下，空气密度的变化带来的发电量偏差„数学模型也有一定偏差2014/9/2风力发电场(ch2.4)WAsP软件„要正确对待软件的计算结果，要对结果进行分析„在山地地形中，提高准确性的办法就是多安装测风仪多安装测风仪2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindFarmer软件„WindFarmer是英国GarradHassanandPartnersltd于1998年推出的用于风电场设计和分析的软件出的用于风电场设计和分析的软件„该软件使用了WAsP软件的部分结果，又进一步开发了许多风电场设计所需的功能，现在的最新版本是4.2„主要特点是在用户给定了环境、技术和建筑物等限制条件下，能够自动优化风机布局以获得最大发电量2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindFarmer软件„几大模块„基本模块（核心模块）„在满足环保、建筑物、最小间距等等诸多限制条件下，对在满足环保、建筑物、最小间距等等诸多限制条件下，对风电机组进行自动优化布置„用户可以根据自己的实际情况，设置相应的限制条件：最小风机间距、噪音、可见性以及住宅和建筑物的距离等，得到最佳的适合该地区的风电场风机的布局结合附近已建风电场进行发电量计算和机组布置„结合附近已建风电场，进行发电量计算和机组布置„在计算发电量时，充分考虑了地形和尾流效应的影响，而且综合考虑了附近已有的风电场对发电量的影响2014/9/2风力发电场(ch2.4)综考虑了附有风场对发WindFarmer软件„MCP+模块„用测风数据生成长期风资源分布，可以输出成图形和文件„紊流强度模块„紊流强度模块„计算地形和风机尾流效应对环境湍流强度值的影响，提供先进的风力流动、风机性能和风机负载模型先进的风力流动、风机性能和风机负载模型„电气模块用于设计风电场的电力规划包括对于变压器电力电缆„用于设计风电场的电力规划，包括对于变压器、电力电缆的超载检查和计算电力损耗2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindFarmer软件„阴影闪烁模块„分析风电场可能对周围房屋等环境产生的阴影闪烁影响„财务模块„对风能项目设计规划阶段进行金融评估„视觉效果模块视觉效果模块„用于在实际建造前模拟和演示风电场的视觉效果，包括视觉影响区域分析，虚拟现实，虚拟漫游，集锦照片等2014/9/2风力发电场(ch2.4)2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindPRO„WindPRO是由丹麦EMD开发的风资源和风电场设计软件„在Windows98/ME/NT/2000/XP下运行„可运用于单台风机和一个风电场的设计„可运用于单台风机和个风电场的设计„采用模块结构„每个模块均是完整的，可以单独运行；但又是相互关联的，一个模块的输入数据改变，其他模块也相应作修正基本模块能量模块环境模块可视化模块并网和规划模块„基本模块，能量模块，环境模块，可视化模块，并网和规划模块，经济性模块等，每个模块都有不同的功能2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindPRO„优点„与WAsP软件、CFD软件等有相应的接口„部分模块是基于WAsP软件之上的„在处理较为复杂的山地地形时，所有的数据输入和处理都可以在WindPRO软件中完成，然后导入CFD软件，计算结果导回WidPRO计算发电量WindPRO，计算发电量„方便灵活的测风数据分析手段户地剔除效数据并高度的数据„用户可以方便地剔除无效测风数据，并对不同高度的测风数据进行比较，寻求相关性，评价测风结果2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindPRO„考虑风机尾流影响的风电场发电量计算，并提供多种尾流模型提供多种尾流模型„风机实际位置的空气密度计算„自动修正标准条件下的风机功率曲线2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindPRO„风电场规划区域的极大风速计算几乎涵盖了市场上所有风机并不断更新的风„几乎涵盖了市场上所有风机，并不断更新的风机数据库，包括功率曲线、噪声排放及可视化信息等2014/9/2风力发电场(ch2.4)MeteodynWT„法国美迪顺风公司(Meteodyn)开发出的一款针对复杂地形的风力资源评估软件„核心是一组专门用于大气流研究的流体力学计算编码(CFD),并结合了中尺度模型，所有可能在实际中加以利用的风能都属于大气流的研究范畴„气流特征和能量分布图可以在虚拟现实环境下得以清楚地呈现楚地呈现2014/9/2风力发电场(ch2.4)MeteodynWT„使用计算流体力学方法(CFD)，适合复杂地形(高山,森林,滩涂等)下的风资源评估„在复杂地形条件下风资源的评估具有相对较高的准确性和可靠性2014/9/2风力发电场(ch2.4)MeteodynWT„优点„专门为求解大气边界层问题而开发的CFD技术，可以提高复杂地形风能资源评估的准确性以提高复杂地形风能资源评估的准确性„可以将多个测风塔以及每个测风塔不同高度的风流数据载入软件当中进行综合计算具有真正的“多数据载入软件当中进行综合计算，具有真正的多测风塔综合功能”可以直接输入测风的时间序列数据而不通过威布„可以直接输入测风的时间序列数据，而不通过威布尔拟合，降低结果的不确定性2014/9/2风力发电场(ch2.4)MeteodynWT„可以考虑热稳定度问题„例如在海边开发的风电场，由于海陆本身的物理属性不同，从海面吹来的风与陆地吹来的风是具有不同的风廓线，那么可以通过WT软件按照不同的方向进行不同的热稳定度设定，从而达到更好的结果能够更为准确地计算场每点的极„能够更为准确地计算场区每一点处的极风„在已知测风点处或区域极风（3秒或10分钟）的情况下，可以推算整个场区每一点处的极风情况，为风电机组的载荷评估奠定基础2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindSim„由挪威WindSim公司开发基于计算流体力学方法对风电场选址及„基于计算流体力学方法对风电场选址及风资源评估的软件„适合在复杂地形下的风能资源评估„适合在复杂地形下的风能资源评估2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindSim„WindSim的主要模块„地形建立、三维地形模型„基于CFD的风电场模型„风电机组布置„气象数据处理„风电场后处理„风能资源地图绘制„风电场年发电量计算„交互式全三维可视化模型2014/9/2风力发电场(ch2.4)WindSim„优点„可以计算气流在三维方向上的变化„计算规划风电场任何位置的湍流强度„计算规划风电场任何位置的湍流强度„风速与风向在叶轮扫风面内的变化„风速与风向在叶轮扫风面内的变化计算风电场任何位置的垂直风廓线等特点2014/9/2风力发电场(ch2.4)„计算风电场任何位置的垂直风廓线等特点总结„软件的主要功能„风资源计算„风机布置„发电量计算„目前发展状况„WAsP占据主导位置占据主导位置„CFD软件的主要缺点2014/9/2风力发电场(ch2.4)