风电场发电量计算方法

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。

注意：1 对于“预装轮毂高度处”的“50年一遇最大风速”“15m/s”湍流强度特征值，业主资料中很可能提供的高度比我们选用风机的轮毂高度低，我们可以根据综合风切变推算（湍流无法推算），如果高度相差不大根据我们的经验，采用业主资料中的数据即可。二 机组选型风机的主要参数：1 功率、叶轮直径、轮毂高度2 IEC等级（50年一遇最大风速、多年平均风速、湍流强度）3 常温型\\低温型4 平原型\\高原型注意：1 如果几种机型都适用，选叶片直径最大的（叶片越大，功率越大）选型文件：D:\\Xi\\其它\\机组选型\\机组选型.doc三 WT发电量计算用WT进行发电量计算，需要导入四个文件：.map\\.tim\\.xyh\\.wtg，具体见3.1-3.4。3.1 地形图(.map)利用WT软件进行发电量计算需要有风场等高线地形图。处理地形图第一步：业主提供的资料中通常会有.dwg格式的地形图。该地形图中会有很多图层，大部分并不需要。建议逐个查看图层，找到含有标高的图层，保留，其它图层删除。第二步：进入“特性”-“快速选择”界面，仅保留“对象类型”为“多段线”“二维多段线”“三维多段线”的对象，其余删除。“特性中”选择标高，删除小于等于0的标高，删除过大的标高。“特性中”选择闭合，将所有闭合的多段线改为不闭合。第三步：经过前两步，.dwg地图在CAD中的处理完成，另存为.dxf格式文件（2004或以下版本，07版无法导入）。弥补地形图第一步：确定风场的经纬度范围（找到测风塔的坐标即可）。据此从SRT Data Search网站搜索对应地形数据，下载。下载后的文件是.zip格式。SRTM网址：http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp第二步：打开Global Mapper软件，将.dxf和.zip地形文件拖入。设置“投影”：Gauss Krueger(3 degree zones)\\Gauss Krueger(6 degree zones)；设置“基准”：XIAN 1980(CHINA)\\BEIJING 19；设置“地区”：Zone x(xxE-xxE)。注意：1 将.dxf拖入Global Mapper并设置好投影及基准后，将鼠标放于地图任意位置，软件右下角会显示点位坐标。完整坐标表示应该为横坐标8位，纵坐标7位。而横坐标的前两位经常被省去，如果你看到的是横坐标6位，纵坐标7位，那么横坐标的前两位就是被省略的。此时要人为对地图进行整体偏移。偏移量为“地区”Zone后的数值，见下图。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.lxe3.3 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。