风资源评估-工程应用-windfarmer操作步骤及注意事项(1).doc

Windfarmer软件操作步骤及注意事项目录一、目的：1二、准备资料1三、计算步骤21 wasp 导入文件:22 wasp-输出文件：23 导入windfarmer：24 设置：2Windfarmer 应用步骤2001 前提：选型完成之后202 wasp部分3003 windfarmer部分501 以现场测量数据为依据8004 RIX（陡峭度指标问题）11006 损耗13007 不确定性13一、 目的：windfarmer用于简单地形基于wasp模型同时也用于复核计算（湍流）二、准备资料1 原始风速数据windgrogher输出。Tab文件2 边界坐标txt-wob或者自己在windfarmer里面地图上画3 风机点位坐标或者自己排布优化4 功率曲线.wtg 文件wasp中建立一个风机后直接save为。Wtg格式文件5 地图.map+roughness6 三、计算步骤1 wasp 导入文件:windgrogher导出tab文件wasp turbine editor导出风机功率曲线wtg文件cadglobalmaperwasp editor导出contours+roughness的map文件风机点位文件计算resource grid文件前要设置边界（control+shift画，control移动）若测风塔在风场边界之外则计算三个资源栅格（mast高度、mast轮毂高度、轮毂高度）2 wasp-输出文件： Hub 高度的wrg文件 Mast 高度的wrg文件3 导入windfarmer： Map+roughness地图文件 画边界点或者拖入wob文件 画出禁止区域等设置 导入风场和测风塔点位的wrg文件 布机或者导入风机点位坐标 风机属性设置功率曲线设置导入wtg文件 优化迭代300-500次左右 4 设置： 控制面板设置Windfarmer 应用步骤001 前提：选型完成之后01 windogragher部分风速数据处理 整理成txt格式，包括风速风向标准偏差， l 风速注意：风速和风向同时删除或者拟合为了生成tab文件注意：在生成拟合轮毂高度处tab文件前得先观察风剪切的大小，看有几个高度，测风塔最高度离轮毂高度的距离。要是50m测风塔，轮毂90m，如果根据当地的区域情况，决定是否根据现有的风剪切直接用windogragher推上去；再者，可以在50m导出tab文件载入wasp，然后根据地形地貌直接推上去的测风塔单点的wrg文件中观察90m高度处的平均风速与windogragher拟合上去的90m风速比较。然后仔细比较决定用哪个风速，一般情况下，建议用windogragher拟合，如果有几个高度的实测风速。而且拟合的也比较好，在1.5-3.0之间都可以考虑。l 拟合的高度风速注意两点：拟合高度的风速插入测风塔高度的风速的标准偏差为了后续在旧版的windfarmer中生成wti文件，算轮毂高度出的湍流（也可以在新版的4.2中生成wti然后修正后可以）注意插入之后，在左边要排序，删除空格值，有时候0太多也要处理，windfarmer中要有至少三个要求：风速、风向、标准偏差，越少越好！02 wasp部分1 地图中要有粗糙度信息，粗糙度根据北京截图画完后，必须在global mapper中的望远镜中观察看粗糙度设置的时候是否和等高线连在一起。如果连在一起，需要处理如下，把对应粗糙度的数据全选，选择左下方的“编辑已选“按钮，选择ELEVATION 删除！2 建立wasp工程中，在测风塔点风资源栅格先算，再算hub 风资源栅格。注意在设置区域后，点击右键，选择do all calcultion 计算才可以。3 注意观察风资源栅格后statistics中的RIX值，不能超过30%。要注意观察不同扇区的值的大小，delta-rix也要观察。003 windfarmer部分001 导入包含粗糙度的地图。002 导入原始数据测风塔高度处的风速、风向、标准偏差，拟合高度处的风速和标准偏差然后生成不同高度的wti文件，（一下是旧、新的windfarmer中生成的wti文件）003 风资源栅格文件，不同高度不同资源栅格项目属性中处理004 不同高度的湍流强度载入005 发电量中空气密度和场址参考高度（测风塔海拔+温度计高度）的设置006 发电量效率设置，和国外报告保持一致！同时也是损失的设置目的是在以后生成的excel报告中直接用发电量（净发电量就是计算上网电量）。可以外加在控制面板中的不确定度设置后，可以计算出P50等值007 如果风速在标准空气密度下没有超，而湍流超了，这时候就需要用到扇区管理扇区管理前提处理：选择文件中的输出输出风流和特征湍流然后选择项目风机：输出txt格式后观察不同扇区的原始湍流超了与否：格式后观察不同扇区的原始湍流超了与否：观察以上可以确定那个扇区的湍流超了，可以用于不同风机的扇区管理附加：扇区管理原则：间隔风机管理；尽量不要关闭主风向上的15m/s特征湍流；关闭后湍流条件符合，发电量会降低，须给项目经理说明。如果关闭的扇区基本都位于主风向，而且主风向比较明显，则需要仿真的算一算载荷是否超了。超了的话则需要更换机型。仿真的算需要提供“关于风速的估计设计等效湍流“文件。001Windpro学习发电量计算步骤：01 以现场测量数据为依据在气象对象中输入测量数据。可接受的输入数据有四种：1） 原始数据录入文件（一般为txt数据，包括时间序列，风速风向标准偏差等；如果只有rwd、csc、NDF等后缀格式，先用记事本打开一个文件夹。查看结果是否可读，如果是继续用txt格式，即ASCII格式；如果不是，则必须用记录仪制造商提供的软件将数据转化为ASCII格式，例如：RWD文件来自于NRG记录仪，数据转换软件可以在：/support/softerware.php下载；NDF文件来自于NOMAD记录仪，数据转换软件可以再：/answer.aspx?id=96下载）还有一种在线数据：NCAR，分辨率为经纬度都是2.5度，时间分辨率为6h，只有风速和风向，在具体使用时候要观察地形，海拔，坡度，粗糙度等，如果一致，可以考虑做相关，而且相关性在0.8以上比较好。但是不适合都在温带地区（欧洲南部以及接近赤道的区域，主要是由于热驱动风的影响。与相对真实值偏差较大。）2）如电子表格那样的时间序列数据，3）表格数据（风速及风向频率）或WAsP .TAB 文件，4）Weibull 参数（或平均风速）与风向的关系（或只是初步计算用的平均风速，平均风速=0.888*A；参数k是形状因子，通常是2左右，越高表示各个风速集中于平均风速）。运行“PARK”（对于风电场）或“METEO”（对于单台风电机组或场址分析，比如改变轮毂高度或风电机组型号）。注：数据应能代表长期风资源条件。测量必须在轮毂高度上进行或风剪切必须已知。当风电机组3.0 发电量计算模块 简介、模块和步骤 1399 EMD International A/S www.emd.dk WindPRO 2.6 Jan. 08位置与测风塔的距离大于50 m 时，这种方法只能用于简单地形（平坦，无局部障碍物或表面粗糙度变化），否则请参见第 节。02 粗糙度输入：通过线条对象建立场址周围5 km 范围内的等高线；建立场址周围约20 km 范围内的粗糙度说明。有三种方法：1）粗糙度玫瑰图（场址数据对象-用于ATLAS计算-粗糙度导入第三个浏览.wpo文件），2）粗糙度线（线条对象.map制作而来），3）从区域对象输出的粗糙度线。-蓝绿色四边形如果有局部障碍物，建立它们（障碍物对象）。），2） 从区域对象输出的粗糙度线。（可从Shape或者AutoCAD文件中导入数据.shp或者.dxf ；也可导入Surfer与ArcGIS网络-.grd/.asc）如果有局部障碍物，建立它们（障碍物对象）。如果一个区域含有不止一个粗糙等级，建议对该区域的粗糙等级进行简单加权。例如，如果该区域二级粗糙度占2/4，一级粗糙度占1/4，三级粗糙度占1/4，则得到的粗糙等级为：(22 + 11 + 13)/4 = 2。粗糙度分级必须覆盖整个粗糙度区域（带），就是说，宽1000 m，含10 m 高交叉障碍带的粗糙带应评估为二级粗糙度。经常看到这样的区域，在障碍带之前一直被划为一级粗糙度，然后在障碍带的几米宽度上变为三级粗糙度，在障碍带之后又变回一级粗糙度。这是错误的！ “欧洲风资源地图”建议，在从风电机组向外看时，遇到的每个粗糙带的宽度都加倍。另一个重要原则：即使某区域的地面高度低于风电机组场址的高度，这一事实也不影响粗糙度分级。地形高度的差别已经包括在山丘模型之内。实际上，在进行地形评估时，到现场考察，并对粗糙等级和粗糙度变化距离做出初步记录非常重要。此外，还应该记录局部障碍物及其尺寸。完成现场考察后，可以在办公桌上用地图和前面提到的工具确定粗糙度变化之间的确切距离以及粗糙度分级的最终设计。然而，使用WindPRO 的数字化背景地图可以免除大量测量工作（见下面对该特性的说明）。现场考察时一定要带着地图。它可以使您能确认地图信息并估计局部障碍物的大小和孔隙度。附加：01对大区域或复杂区域，强烈建议使用区域对象，以避免产生可能导致WAsP 计算严重误差的交叉线或不连续线等问题。02下图中，粗糙度一致性检查清楚标出（红色阴影区）了因区域中央粗糙度线被赋予了错误粗糙度值而产生的不一致性。003 计算发电量的基础数据要估算一台风电机组的年发电量需要两组基础数据：1）轮毂高度处的风速分布2）风电机组功率曲线如果多台风电机组放在一起组成风电机组群即风电场，风向风速分布和风电机组的精确位置以及它们的Ct 曲线也必须已知。004 RIX（陡峭度指标问题）定义：为一个对象周围陡度超过某限值的面积百分数;经验值：01通常从30%陡度起就会出现流动分离，这意味着WAsP 模型的假定不再适用。试验表明，RIX 值可提供因地形陡度而产生的不确定度指标。02如果规划场址（风电机组位置）和参考地点（测量桅杆位置）的陡度大致相同（RIX 0.9 时，令Ct = 0.9。我们的风机为何在3m/s风速时候能够大于1呢008 不同湍流模型01 丹麦导则 湍流模型包含尾流影响的湍流湍流总强度用下式计算：02湍流模型 Frandsen 和DIBt特大风电场湍流的增强如风电场多于5排，风电场本身就会对背景风气候产生很大影响。而且如果与主导风向垂直的各排风电机组间距小于3倍风轮直径的话，就必须考虑平均湍流强度的提高。补充一：N.O. Jensen (EMD)：2005它允许进行尾流引起的湍流、风电场内风速降低和基于PPV模型的风电场功率曲线计算。EMD建议选择经验湍流 荷兰TNO实验室湍流模型与N. O.Jensen模型一起使用，但也可以与除B. Lange：2002模型之外的其他模型组合使用。补充二：S. Frandsen, 1999该模型有大量选项。它们在理论部分都有说明。其特有性能是其几何方面（风机排布是成群的还是成行的）。正常情况下，WindPRO自己可以描述出来，但如果风电场布局是随机的，则结果可能不正确。03湍流模型 D. C. Quarton 和TNO 实验室注意：使用QuartonAinslie常数时，背景湍流必须以百分数输入（即10）；而与TNO常数合用的背景湍流必须用小数（即0.10）。04 湍流模型 B. LangeB. Lang湍流模型只能用于涡流黏度尾流模型，因为其湍流参数是直接从涡流黏度推导的。05 湍流模型 G. C. Larsen009扇区参数它们用来定义背景湍流。前面提到，默认设置只给出均一的尾流衰减常数0.075，它对多数场址都适用（见下图）。湍流、强度、粗糙长度和尾流衰减常数彼此关联。粗糙长度（部分地）是产生湍流的原因，而湍流决定了尾流衰