QQ登录

只需一步,快速开始

登录 | 注册 | 找回密码

三维网

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

展开

通知     

查看: 1989|回复: 1
收起左侧

[风能] 风能资源统计与计算

[复制链接]
发表于 2010-6-4 23:20:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏南京

马上注册,结识高手,享用更多资源,轻松玩转三维网社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
风能资源统计与计算——风能可利用时间
6 e1 j+ A; s" i* h, r4 F: p, z2 z在风速概率分布确定以后,还可以计算风能的可利用时间。有效风力范围内的风能可利用时间可以由下式求得 :      7 X" s. x" w' {% i! k: @' I
  f0 J- \5 K# f0 @0 Q
http://www.wp-forum.cn/webs/webeditor/Example/NewsSystem/NewsFile/200898163227899.jpg' ~. p( Y6 M6 \) m+ }
由上可知,只要给定了威布尔分布参数ck之后,平均风功率密度、有效风功率密度,风能可利用小时数都可以方便地求得。另外,知道了分布参数ck,风速的分布型式便给定了,具体风力发电机组设计的各个参数同样可以加以决定,而毋须逐一查阅和重新统计所有的风速观测资料。它无疑给实际使用带来许多方便。一些研究结果还表明,威布尔分布不仅可用于拟合地面风速分布,也可用于拟合高层风速分布。其参数在近地层中随高度的变化很有规律。当我们知道了一个高度风速的威布尔分布参数,便不难根据这种规律求出近地层中任意高度风速的威布尔分布参数。由于这些特点,使得用威布尔分布拟合风速频率分布较之用其它分布拟合更为方便。" h1 V* T% K; p( c, [( a

( p) w4 i5 ^$ o& ~* w风能资源统计与计算——风能密度
  g) M5 }! `  O  u( w平均风能密度
  Z4 F9 y% j7 U; ahttp://www.wp-forum.cn/webs/webeditor/Example/NewsSystem/NewsFile/200898162817161.jpg
0 u; _0 k) g+ q5 K- n有效风速和有效风能密度+ R  E; N$ t, X% _" r
风力机械要根据当地的风况确定一个风速来确定风力机的额定功率,该风速称为“设计风速”或“额定风速”,它与“额定功率”相对应。由于风的随机性的不稳定,风力机械不可能始终在额定风速下运行。因此风力机械就有一个工作风速范围,即从切入风速到切出速度,称为工作风速,即有效风速。切入风速到切出速度(V1-V2)之间的风能称为有效风能。依此计算的风能密度称为有效风能密度。
. b$ ^1 W7 N: t% |" t( w根据国标 GB8974-88风力机名词术语的定义:
, M: Q  f5 T8 n4 O5 Z起动风速:风力机风轮由静止开始转动并能连续运转的最小风速;3 V. M1 T3 k, g0 U/ ?; y
切入风速:风力机对额定负载开始有功率输出时的最小风速;
/ [, q! Y5 G3 }& V* N  j: b切出风速:由于调节器的作用使风力机对额定负载停止功率输出的风速;
" i5 ^! F: C. H$ V+ `3 M* ~' n工作风速:风力机对额定负载有功率输出的风速范围,一般为 3~ 2 0 m/ s。
  N6 {9 o7 P! [. i从定义上可以看出,低于起动风速,风力机不能运行,而高于切出风速继续运行,风力机将会严重损坏,甚至造成人身事故,这尤其要引起人们的重视。
+ ?8 j5 o  q6 a, x9 V7 n根据(10)式计算有效风能密度。在有效风速范围(风力发电机组切入风速到切出风速之间的范围)内,设风速分布为p'(V),风速立方的数学期望为:
6 I. R% q$ `8 l5 N5 B$ Hhttp://www.wp-forum.cn/webs/webeditor/Example/NewsSystem/NewsFile/200898162940228.jpg' P6 @5 p) o+ O1 p. d( x4 a5 l3 L
 楼主| 发表于 2010-6-4 23:24:26 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
风能资源统计与计算——年平均风速
  z. _: n6 {0 s( U( Q  t+ D* R年平均风速是一年中各次观测的风速之和除以观测次数,它是最直观简单表示风能大小的指标之一。
" E5 r/ ~# O$ [8 d: Z风速的威布尔分布函数为:
+ [. Y0 o% a, A* @' ?! t  V" d- A) q$ B! W
http://www.wp-forum.cn/webs/webeditor/Example/NewsSystem/NewsFile/200898162219940.jpg+ V5 W) C4 ^! D8 b: y' T

  R! E* x# k' _9 H
$ T( c1 a$ Q; U
' T% `& H8 T, E# F! i : P0 U9 r/ y0 ^/ e6 ^3 t
我国建设风电场时,一般要求当地在10m高处的年平均风速在6m/s左右。这时,风功率密度在200250W/m2,相当于风力发电机组满功率运行的时间在2000h2500h,从经济分析来看是有益的。1 G) s/ K9 v% j& |+ @$ x" J
但是用年平均风速来要求也存在着一定的缺点,它没有包含空气密度和风频在内,所以年平均风速即使相同,其风速概率分布型式p(V)并不一定相同,计算出的可利用风能小时数和风能有很大的差异。7 g# x+ V, U" [6 u5 s* r8 C
风能资源统计与计算——威布尔(Weibull)分布: i; _6 I6 e2 {) q: N1 m4 T
关于风速的分布,国外有过不少的研究,近年来国内也有探讨。风速分布一般均为正偏态分布,一般说,风力愈大的地区,分布曲线愈平缓,峰值降低右移。这说明风力大的地区,一般大风速所占比例也多。如前所述,由于地理、气候特点的不同,各种风速所占的比例有所不同。
# u: Z2 t) J4 K% B: W( Z4 ?
    通常用于拟合风速分布的线型很多,有瑞利分布、对数正态分布、G分布、双参数威布尔分布、三参数威布尔分布等,也可用皮尔逊曲线进行拟合。但威布尔分布双参数曲线,普遍认为适用于风速统计描述的概率密度函数。
                   13:威布尔分布双参数曲线
/ j7 ^; z: V) Y& e4 V" J) g; ~  D- g
风能资源统计与计算——空气密度
从风能公式可知,r的大小直接关系到风能的多少,特别是在海拔高的地区,影响更突出。 8 o( [5 w1 \( J! M! p6 i
在近地层中,空气密度r的量级为100,而风速(V3)的量级为102~103。因此在计算中具
( G2 \9 x+ d. N8 ~* Y' ]3 k" a' I有决定性意义,不可小看。另一方面,由于我国地形复杂,空气密度的影响也必须要加以考虑。   c; h" f- o; j0 i& H
一般来说,空气越重,能量越大,一般15摄氏度,空气密度为1.225kg/m2 ,为标准空气密度。
, [0 x1 n  h! ]" T" I& w但湿度增加,空气密度会有一些降低。同样,冷空气比暖空气密度大,同样高度,山区里,气
; i% [4 D/ c9 l( d9 y0 V+ N压低,空气密度低。 9 R7 E- a; G8 \6 b  a' C& V% u& g
表5:空气密度表
温度(0C氏度)
温度(0Farenheit)
干燥空气质量(kg/m3)
最大水分含量(kg/m3)
-25
-13
1.423
; F3 t% q/ g5 W: X& W4 H
-20
-4
1.395

$ l7 u5 z" `7 m% L" O2 w
-15
5
1.368

6 i6 x+ t+ ^( n6 t0 |
-10
14
1.342

0 h, k& t- P8 X8 ?
-5
23
1.317
  [$ O' ]$ J" o
0
32
1.292
0.005
5
41
1.269
0.007
10
50
1.247
0.009
15
59
1.225
0.013
20
68
1.204
0.017
25
77
1.184
0.023
30
86
发表回复
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则


Licensed Copyright © 2016-2020 http://www.3dportal.cn/ All Rights Reserved 京 ICP备13008828号

小黑屋|手机版|Archiver|三维网 ( 京ICP备2023026364号-1 )

快速回复 返回顶部 返回列表