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气象站数据在风资源评估中的应用
2021-10-12
 风电场建设中,前期风资源的评估至关重要。设计院在编制可研报告时,为精准地评估场区的风资源情况,一般会用到以下几类风资源数据:测风塔实测数据、再分析数据和气象站数据。

风电场建设前期,业主会在场区提前立塔测风,所以测风塔数据一般由业主方提供。再分析数据可从相关网站获取,咨询公司会购买相关的数据,以满足风资源数据处理及报告编制的要求。气象站数据是相对不容易获取且价格比较昂贵的。项目场区参考的气象站数据可到所在的县城或省气象局购买,也可以通过第三方商家购买。

气象站数据对于风电场风资源的评估有着很大的参考性。

通过收集气象站长序列数据,可得到当地多年平均风速、最大风速、盛行风向、平均气温、平均气压、平均水汽压、降水量、雷暴日数和积雪厚度等参数。通过测风塔可获取到场区的平均气温、平均气压、年平均风速、主导风向等。由于气象站为长期测站,部分测量参数相对于测风塔来说相对可靠。气象站数据可以帮我们验证测风塔的一些参数,比如盛行风向和月平均风速变化等。以下是笔者在某项目中用到的对比数据:

1、盛行风向




气象站、测风塔风向玫瑰图

从气象站长期观测数据来看,当地盛行风向为SSW和NNE,盛行风向相对集中。且测风塔和气象站的盛行风向基本一致,可认为测风塔测风数据具有良好的代表性。

2、月平均风速变化趋势




左图为某气象站多年的月平均风速变化图,可看出当地3~5月份为大风月,7~9月为小风月;右图为测风塔顶层年平均风速数据,可看出测风塔11月风速相对气象站长期数据较高,但月平均风速变化总体趋势与气象站基本一致。

3、空气密度

根据气象站数据可知,年平均气温为7℃,气压为996.5 hPa,水汽压为8.9 hPa,根据上述公式可算出观测点(海拔165m)处空气密度为1.236 kg/m3,测风塔10m(海拔198m)处实测空气密度为1.237 kg/m3,气象站推算到测风塔10m处高度空气密度为1.232 kg/m3,用气象站推算出的测风塔处空气密度与测风塔实测空气密度相差不大,可认为测风塔观测数据正常且有效数据质量高。因为测风塔实测数据更接近场区内实际情况,且初步判断数据质量较高,因此暂采用测风塔实测数据进行后续的发电量计算等。
综上所述,基于气象站的长期测量数据,可验证测风塔的风速、风向、气温、气压等参数,进而对风电场的测风数据及发电量计算进行精准的评估。

以上观点是笔者一些看法,欢迎大家补充和指正。
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