【導(dǎo)讀】風(fēng)力發(fā)電具有無(wú)污染、可再生、占地少、建設(shè)周期短等特點(diǎn)。隨著風(fēng)電運(yùn)行和制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)的日益成熟，風(fēng)力發(fā)電是目前最具。內(nèi)蒙古京能賽汗風(fēng)電場(chǎng)三期工程符合國(guó)。家制定的能源戰(zhàn)略方針。投資條件、建設(shè)條件。通過(guò)對(duì)京能新能源賽汗風(fēng)電場(chǎng)三期工程風(fēng)能資源資料整理。對(duì)京能新能源賽汗。風(fēng)電場(chǎng)三期工程風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行選型和布置，擬定了5種不同風(fēng)電機(jī)組類型方案，觀，促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益十分顯著。

　　

【正文】 據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)其完整性和合理性進(jìn)行判斷，檢驗(yàn)出缺測(cè)數(shù)據(jù)和不合理數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理，整理出一套連續(xù)完整的風(fēng)電場(chǎng)逐個(gè)小時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)。 本期測(cè)風(fēng)塔測(cè)量數(shù)據(jù)完整性和合理性初判標(biāo)準(zhǔn) GB/T187102020 見表 36～表 38。 表 36 主要參數(shù)的合理范圍參考值 主要參數(shù) 合理范圍 平均風(fēng)速 0≤小時(shí)平均風(fēng)速＜ 40m/s 風(fēng)向 0≤小時(shí)平均值＜ 360176。 平均氣壓 海平面 94kPa≤小時(shí)平均值≤ 106 kPa 表 37 主要參數(shù)的合理相關(guān)性參考值 主要參數(shù) 合理相關(guān)性 50m/30m 高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 50m/10m 高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 m/s 50m/30m 高度風(fēng)向差值 表 38 主要參數(shù)的合理變化趨勢(shì)參考值 主要參數(shù) 合理變化趨勢(shì) 1h 平均風(fēng)速變化 度變化 5℃ 1h 平均氣壓變化 1kPa 測(cè)風(fēng)塔原始數(shù)據(jù)完整性分析 7測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)資料缺測(cè)統(tǒng)計(jì)見表 39。由表 239 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知， 7測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)資料缺測(cè)率為 ，測(cè)量數(shù)據(jù)完整率達(dá) %，滿足 GB/T187092020 風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法中現(xiàn)場(chǎng)采集的測(cè)量數(shù)據(jù)完整率在 98%以上的要求。 表 39 測(cè)風(fēng)塔原始測(cè)量數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計(jì)表 測(cè)風(fēng)塔原始數(shù)據(jù)合理性分析 根據(jù) GB/T187102020 標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)測(cè)風(fēng)塔主要參數(shù)進(jìn)行合理性分析， 7測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)資料主要參數(shù)的不合理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表 310。 表 310 測(cè)風(fēng)塔不合理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表 測(cè)風(fēng)塔 主要參數(shù)合理參考值 不合理次數(shù) 比例（ %） 7 0≤小時(shí)平均風(fēng)速＜ 40m/s 0 0 0≤小時(shí)平均風(fēng)向＜ 360176。 0 0 1h 平均風(fēng)速變化 80m ＜ 6m/s 91 1h 平均風(fēng)速變化 65m ＜ 6m/s 82 1h 平均風(fēng)速變化 60m ＜ 6m/s 71 1h 平均風(fēng)速變化 50m ＜ 6m/s 78 1h 平均風(fēng)速變化 30m ＜ 6m/s 58 1h 平均風(fēng)速變化 10m ＜ 6m/s 39 1h 平均溫度變化＜ 5℃ 25 1h 平均氣壓變化變化＜ kPa 0 80m/60m 高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 m/s 109 65m/50m 高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 速差值 m/s 783 65m/10m 高度小時(shí)平均風(fēng)向差值 45176。 332 80m/10m 高度小時(shí)平均風(fēng)向差值 60176。 392 缺測(cè)數(shù)據(jù)和不合理數(shù)據(jù)的處理 根據(jù) GB/T187102020 標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)測(cè)風(fēng)塔主要參數(shù)進(jìn)行合理性分析，并對(duì)不合理數(shù)據(jù)和缺測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理方法如下： 1 檢驗(yàn)后列出所有不合理的數(shù)據(jù)和缺測(cè)的數(shù)據(jù)及其發(fā)生時(shí)間。 2 對(duì)不合理數(shù)據(jù)再次進(jìn)行判別，挑出符合實(shí)際情況的有效數(shù)據(jù)，回歸原始數(shù)組。 3 將可用的或可供參考的傳感器同期紀(jì)錄數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析處 理，替換已確認(rèn)為無(wú)效的數(shù)據(jù)或填補(bǔ)缺測(cè)數(shù)據(jù)。 測(cè)風(fēng)塔原始數(shù)據(jù)合理性分析 原始有效數(shù)據(jù)的完整率 將 7測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)資料按照以上方法，使用可供參考的傳感器同期記錄數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析、處理、替換，整理出測(cè)風(fēng)塔連續(xù)一年的實(shí)測(cè)風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)，其有效數(shù)據(jù)完整率按下式計(jì)算，即： 31 式中：應(yīng)測(cè)數(shù)目―測(cè)量期間小時(shí)數(shù)； 缺測(cè)數(shù)目―沒(méi)有記錄到的小時(shí)平均值數(shù)目； 無(wú)效數(shù)據(jù)數(shù)目―確認(rèn)為不合理的小時(shí)平均值數(shù)目。 因?yàn)槿睖y(cè)數(shù)目 19無(wú)效數(shù)目都是每十分鐘測(cè)一次，因此一年的應(yīng)測(cè)數(shù)目是365 24 6 52560。 有效 數(shù)據(jù)完整率是（ 525601922441/52560） 100% 95% 通過(guò)對(duì) 7測(cè)風(fēng)塔缺測(cè)數(shù)據(jù)和不合理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算得出 7測(cè)風(fēng)塔測(cè)量數(shù)據(jù)的有 效數(shù)據(jù) 完整率 為 95%。 滿足《 風(fēng)電場(chǎng) 風(fēng)能資 源評(píng)估 方法》 GB/T187092020 中測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)完整率應(yīng)達(dá)到 90%的要求。所以本課題選用 7測(cè)風(fēng)塔 ～ 的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)資源分析。 測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)風(fēng)況參數(shù)分析 空氣密度： 根據(jù) 7測(cè)風(fēng)塔 2020 年 9 月 10 日～ 2020 年 9 月 9 日實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)年平均氣壓為 ， 年平均氣溫為 ℃，年平均空氣密度ρ采用式 32 計(jì)算： ρ P/ RT 3 2 式中： P―年平均氣壓， Pa； T―年平均開氏溫標(biāo)絕對(duì)溫度， K； R―氣體常數(shù)， R 287J/。 計(jì)算得風(fēng)場(chǎng)地區(qū)平均空氣密度為 。 氣象站有多年完整的氣壓、氣溫和水汽壓等資料，且氣象站與風(fēng)場(chǎng)距離近、海拔相差小，采用氣象站的數(shù)據(jù)資料按式 33 計(jì)算該地區(qū)的空氣密度： 33 式中： p―氣壓， hpa； t―氣溫 ，℃； e―水汽壓， hpa； 朱日和氣象站 1989～ 2020 年實(shí)測(cè)的平均氣壓為 P ；平均氣溫 t ℃；平均水汽壓 e ；由此計(jì)算得該地區(qū)平均空氣密度ρ 。 以上兩種計(jì)算方法的結(jié)果相接近，因氣象站海拔高度比風(fēng)電場(chǎng)的平均海拔低約 40m 左右，所以最終取 。 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不同高度平均風(fēng)速： 本課題根據(jù) 7測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)年風(fēng)速系列 2020 年 9 月 10 日～ 2020 年 9 月 9 日 進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)年的數(shù)據(jù)整理。各高度平均風(fēng)速見表 311。 表 311 不同高度測(cè)風(fēng)年逐月平均風(fēng)速 m/s 圖 36 不同高度測(cè)風(fēng)年逐月平均風(fēng)速變化圖 由表 311 和圖 36 可知，風(fēng)電場(chǎng) 80m 高度測(cè)風(fēng)年內(nèi)各月平均風(fēng)速變幅較大。夏季的 6～ 9 月風(fēng)速相對(duì)較小，平均風(fēng)速變幅為 ～ ，其它各月平均風(fēng)速變幅為 ～ ，全年平均風(fēng)速為 ；風(fēng)電場(chǎng) 65m、 60m、 50m、 30m 和10m 各高度測(cè)風(fēng)年內(nèi)各月平均風(fēng)速變化趨勢(shì)與 80m 高度相同。 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不同高度平均風(fēng)功率密度： 表 312 不同高度測(cè)風(fēng)年逐月平均風(fēng)功率密度 W/m2 圖 37 不同高度 測(cè)風(fēng)年逐月平均風(fēng)功率密度變化圖 由表 312 和圖 37 可 知，風(fēng)電場(chǎng) 80m 高度測(cè)風(fēng)年內(nèi)各月平均風(fēng)功率密度變幅較大。夏季的 6～ 9 月風(fēng)功率密度相對(duì)較小，平均風(fēng)功率密度變幅為 ～，其它各月平均風(fēng)功率密度變幅為 ～ ，全年平均風(fēng)功率密度為 ；風(fēng)電場(chǎng) 65m、 60m、 50m、 30m 和 10m 各高度測(cè)風(fēng)年內(nèi)各月平均風(fēng)功率密度變幅均較大，變化趨勢(shì)與 80m 高度相同且接近。 測(cè)風(fēng)塔代表年數(shù)據(jù)整理 本工程根據(jù) 7測(cè)風(fēng)塔代表年風(fēng)速系列 2020 年 9 月 10 日～ 2020 年 9 月 9 日 進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的代表年數(shù)據(jù)處理。 代表年不同高度月平均風(fēng)速見表 313 和圖 38。 表 313 不同高度代表年逐月平均風(fēng)速 m/s 圖 38 不同高度代表年逐月平均風(fēng)速變化圖 由表 313 和圖 38 可知，風(fēng)電場(chǎng) 80m 高度代表年內(nèi)各月平均風(fēng)速變幅較平緩。 6～ 9 月風(fēng)速相對(duì)較小，平均風(fēng)速變幅為 ～ ，其它各月平均風(fēng)速變幅為 ～ ，全年平均風(fēng)速為 ；風(fēng)電場(chǎng) 10m 高度代表年內(nèi)各月平均風(fēng)速變幅均較平緩，變化趨勢(shì)與 80m 高度相同，全年平均風(fēng) 速為 。 代表年不同高度月平均風(fēng)功率密度：見表 314 和圖 39。 表 314 不同高度代表年逐月平均風(fēng)功率密度 W/m2 圖 39 不同高度代表年逐月平均風(fēng)功率密度變化圖 由表 314 和圖 39 可知，風(fēng)電場(chǎng) 80m 高度代表年內(nèi)各月平均風(fēng)功率密度變幅較大。 6～ 9 月風(fēng)功率密度相對(duì)較小，平均風(fēng)功率密度變幅為 ～，其它各月平均風(fēng)功率密度變幅為 ～ ，全年平均風(fēng)功率密度為 ；風(fēng)電場(chǎng) 10m 高度代表年內(nèi)各月平均風(fēng)功率密度變幅均較大，變化 趨勢(shì)與 80m 高度相同，全年平均風(fēng)功率密度為 。 代表年不同高度全年同一鐘點(diǎn)平均風(fēng)速見表 315 和圖 310。 表 315 不同高度代表年全年同一鐘點(diǎn)平均風(fēng)速 m/s 時(shí)間（ h） 風(fēng)速 80m 65m 10m 0： 00 1 ： 00 2： 00 3： 00 4 ： 00 5： 00 6： 00 7 ： 00 8： 00 9： 00 10 ： 00 11： 00 12： 00 13 ： 00 14： 00 15： 00 16 ： 00 17： 00 18： 00 19 ： 00 20： 00 21： 00 22 ： 00 23： 00 時(shí)間 圖 310 不同高度代表年全年同一鐘點(diǎn)平均風(fēng)速變化圖 由表 315 及圖 310 可知，在近地面，風(fēng)電場(chǎng) 10m 高度代表年日平均風(fēng)速變化變幅較大，且呈周而復(fù)始的規(guī)律。表現(xiàn)為每日晚間直至日出風(fēng)速較低，凌晨前后風(fēng)速變化比較平緩；日出后，隨著地表溫度的逐漸上升，風(fēng)速迅速加大，到14 時(shí)達(dá)到最高峰；午后，隨著太陽(yáng)輻射程度的減弱，風(fēng)速又開始下降。而至 80m 高度處，高空風(fēng)受地面輻射影響較小，風(fēng)速日變化曲線較 10m 高度處平緩。 代表年不同高度全年同一鐘點(diǎn)平均風(fēng)功率密度計(jì)算結(jié)果見表 316 和圖311。 表 316 不同高度代表年全年同一鐘點(diǎn)平均風(fēng)功率密度 W/m2 時(shí)間 h 風(fēng)功率密度 80m 65m 10m 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 圖 311 不同高度代表年全年同一鐘點(diǎn)平均風(fēng)功率密度變化圖 由表 316 及圖 311 可知，各高度的平均風(fēng)功率密度日變化曲線趨勢(shì)同風(fēng)速變化曲 線。 代表年的 16 個(gè)方位扇區(qū)不同高度出現(xiàn)風(fēng)向頻率分布見表 317。 表 317 代表年不同高度風(fēng)向頻率 % 高度 m N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW C 80m 4 3 4 3 3 3 3 4 5 7 8 13 18 11 8 4 0 65m 4 2 4 4 3 2 3 3 6 8 11 17 14 10 6 4 0 10m 4 3 3 4 4 2 3 3 6 14 11 13 12 9 8 4 0 經(jīng)分析，風(fēng)電場(chǎng) 80m 高 度風(fēng)向主要集中于 180176?！?315176。 S～ NW 之間，占總風(fēng)向的 70%；風(fēng)電場(chǎng) 10m 高度風(fēng)向主要集中于 180176?！?315176。 S～ NW 之間，占總風(fēng)向的 73%。一期風(fēng)場(chǎng)內(nèi)的 8測(cè)風(fēng)塔經(jīng)分析處理后的 2020 年 9 月 10 日～ 2020 年 9 月 9 日連續(xù)完整一年的逐時(shí)風(fēng)速風(fēng)向系列計(jì)算得到不同高度風(fēng)向頻率見表 318， 8與 7測(cè)風(fēng)塔同時(shí)段同高度風(fēng)向?qū)Ρ葓D見 312，由圖表可見，該風(fēng)場(chǎng)區(qū)域風(fēng)向穩(wěn)定，較為集中。 表 318