山地风电场风能资源评估研究

【摘要】：风能资源的准确评估对风电场的建设以及运营有着重大的意义,事关项目是否可行,因而在风电场风能资源分析中要重视测风塔数据的处理,以及采用合理的软件进行综合分析。目前,我国三北地区风电由于受到电网送出的限制发展放缓,南方地区的风电正逐步加速开发,而我国南方地区风电场基本以山地风电场为主,由于常用的风谱图分析的Wasp软件采用的是线性模型计算方法,针对山地风电场风能资源评估有一定的局限性,本文采用流体力学方法(CFD)进行风力建模的MeteodynWT软件进行分析,模拟了整个风电场场区风能资源分布,并分析Z风电场风能资源情况,评判风电场风能资源等级并分析风电场装机容量,为风电场下一步可行性研究提供可靠的依据。 为此,本文以怀化市Z风电场为实例,根据测风塔原始资料及地形图,进行综合统计、修正、订正和计算测风塔测风数据,分析了该风电场的风能资源分布情况。 本文主要的研究内容包括以下几个方面： 1.在对风及风电相关理论做分析的基础上,介绍了软件的原理及使用方法,为分析和计算本文相关问题提供了基本思路、方法及理论依据。 2.以怀化市Z风电场为实例,分析了测风塔的实测测风数据及湍流强度、分切变指数、空气密度等风况参数,并选取了代表塔和代表年。 3.使用处理后的测风数据,对Z风电场的代表测风塔进行分析,并结合使用流体力学Meteodyn WT软件,计算风电场区域附近的风能资源分布图,提出风电场开发的范围及可装机的容量。 4.综合分析Z风电场区域内风能资源特点,评价Z风电场是否具备开发价值。 在此基础上,本文对Z风电场的风能资源分布情况进行了详细分析,并对风电场的下阶段工作提出了相应的建议。图20幅,表20个,参考文献40篇。 【关键词】：山地风电场 风能资源评估 Meteodyn WT软件 流体力学
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外风电发展与研究现状10-14
• 1.2.1 国外风电发展与研究10-11
• 1.2.2 我国风电发展与研究11-14
• 1.3 研究中使用的计算软件14-16
• 1.4 主要研究内容与预期研究成果16-20
• 1.4.1 主要研究内容16-20
• 1.4.2 预期研究成果20
• 1.5 论文的结构与安排20-21
• 2 风电场风能资源评估相关理论21-31
• 2.1 风21-25
• 2.1.1 风的形成21
• 2.1.2 风速21-22
• 2.1.3 风向22-23
• 2.1.4 风能和风功率密度23-24
• 2.1.5 空气密度24-25
• 2.2 风资源分析的基础知识25-27
• 2.2.1 大气边界层25
• 2.2.2 地表粗糙度25-26
• 2.2.3 风场湍流强度26-27
• 2.3 美迪WT软件基本原理27-31
• 2.3.1 基本方程组27-29
• 2.3.2 网格生成29-30
• 2.3.3 软件计算精度30-31
• 3 山地风电场风能资源评估实证研究31-59
• 3.1 风场区域情况及气象资料分析31-33
• 3.1.1 区域气候环境及风能资源概况31
• 3.1.2 所在地区气象资料分析31-33
• 3.1.3 气象站风况资料综合分析33
• 3.2 风场测风情况概况33-45
• 3.2.1 测风塔分布及仪器情况33-35
• 3.2.2 测风数据完整性、合理性和相关性验证35-38
• 3.2.3 测风塔风况参数分析38-44
• 3.2.4 代表测风塔和代表年选择44
• 3.2.5 测风数据订正44-45
• 3.3 风能资源分析45-56
• 3.3.1 主风向和主风能方向45-46
• 3.3.2 风速和风功率密度年内变化46-48
• 3.3.3 风速和风功率密度日内变化48-50
• 3.3.4 风速和风能频率分布50-51
• 3.3.5 风频曲线及威布尔参数51-52
• 3.3.6 50年一遇最大风速计算52-54
• 3.3.7 风电场风能资源总体分布54-56
• 3.4 场址范围与装机容量分析56-59
• 3.4.1 风电场范围56-57
• 3.4.2 装机容量57-59
• 4 结论与展望59-61
• 4.1 主要研究结论59-60
• 4.2 未来展望60-61
• 参考文献61-63
• 攻读学位期间主要的研究成果63-64
• 致谢64

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