XX风电场初步设计报告总说明(送审)

NA001801C-A0101XXXX风电场工程初步设计总说明(送审)XX省电力勘测设计院二○二二年四月长沙工程设计资质证书电力行业甲级编号：A143003248eq\o\ad(批准,)：eq\o\ad(审核,)：eq\o\ad(校核,)：eq\o\ad(编写,)：综合说明1.1概述1.1.1地理位置XXXX风电场工程场址位于位于XX县西北部。XX县位于XX省西南部，地处云贵高原东部边缘、南岭山脉八十里大南山北麓和雪峰山脉南支的交汇地带，隶属邵阳市，地理坐标为东经109°49′～110°32′，北纬26°16′～27°8′。东邻武冈市、城步苗族自治县，西连靖州苗族侗族自治县、会同县，南抵通道侗族自治县，北与洪江市、洞口县接壤，县城距邵阳市208km，交通便利。境内建有黄桑国家级自然保护区。本工程规划区域范围内无基本农田；无电台、机场及通讯设施；无军事设施。场区内存在有寺庙，规划风机点位已根据寺庙位置进行了避让，具体情况以文物管理部门意见为准。本风电场位于XX县西北边境，主要地属XX苗族侗族乡，西面与怀化会同交接，北面为瓦屋堂乡及联民苗族瑶族乡，东面为武阳镇，风电场主要由XXXX脉及银子山脉南端组成，XXXX为雪峰山脉的南端，由70座山峰组成，主峰海拔1434.2m，区域内地表形态起伏，山体连绵，地貌形态多样。地形切割强烈，海拔一般在800～1434m之间。1.1.2建设规模本风电场规划装机容量为150MW，分两期建设，其中本期拟装机容量为50MW，安装20台单机容量为2500kW的风力发电机。风电场内设110kV升压站一座。1.2设计依据1）《XXXX风电场可行性研究报告》及其审查意见。2)《风电场工程可行性研究报告编制规程》(发改办能源〔2005〕899号)；3)《风电场风能资源测量和评估技术规定》(发改办能源〔2005〕1403号)；4)《风电场风能资源评估方法》(GB/T18710-2002)；5)《风力发电场设计技术规范》(DL/T5383-2007)；6)《陆上风电场工程设计概算编制规定及费用标准》(NB/T31011-2011)；7)《陆上风电场工程概算定额》(NB/T31010-2011)；8)中国大唐集团公司陆上风电工程初步设计内容及深度规定(试行)1.3设计范围和内容微观选址、地质详勘、场内集电线路、施工道路、风机基础及接地、安装场地。XXXX风电场工程场址位于位于XX县西北部，属内陆山地风电场，共安装2500kW风电机组20台，总建设规模50MW。本风电场新建一座110kV升压站。根据《中国大唐集团公司陆上风电工程初步设计内容及深度规定(试行)》，编制风电场初步设计报告的主要条件如下：(1)项目已核准；(2)完成风电工程的勘测设计招标程序(包括初步设计、施工详图、竣工图阶段)，确定设计单位；(3)完成风电场风机选型和招标，完成风电场微观选址；(4)风电场接入系统设计审查意见(如有)已取得，同意接入系统的批复意见已取得；(5)完成工程详勘：风电场地形图测绘(含场内、进场道路，比例尺为1：2000)，风机平台、升压站地形图测绘(比例尺为1：500)；升压站和各风机机位的地质详细勘察完成。每个风电项目的具体勘探工作量可根据戈壁、平原、滩涂、山区等不同地域地质条件而有所调整。本风电场项目已经核准，已确定设计单位并已正式签订勘察设计合同；已完成微观选址、1:2000地形图测绘、风机平台及升压站1:500地形图测绘；已完成地质详勘。1.4风能资源本阶段预选靠近本工程中心的0523测风塔作为代表性测风塔，整理2013年2月～2014年1月整年为本工程风资源评估的代表年，90m高度作为本工程的轮毂高度进行风资源评估。本工程轮毂高度处代表年月平均风速在5.26m/s～7.99m/s之间，平均风功率密度在149.8W/m2～399.6W/m2之间，年平均风速为6.53m/s，年平均风功率密度为263.7W/m2。风速年内变化较大，季节变化明显，风功率密度年内分配不均，除3～4月份和7～8月份风功率密度等级能够达到3级以外，其它季节风功率密度等级在2级或以下等级。本工程轮毂高度处代表年风速日变化在5.30m/s～7.30m/s之间，风功率密度在171.6W/m2～335.7W/m2之间。测风塔风速与风功率密度日变化趋势基本一致。19时～次日9时风速较大，12时～17时为一天中风速较小时段。本工程轮毂高度处代表年主导风向为ENE，风向频率为20.5%；次主导风向为SW，相应频率为17.3%；主导风能方向为ENE，风能频率为29.1%；次主导风能方向为SW，相应频率为22.5%。本工程轮毂高度平均风速≥3m/s的小时数为7296h，占全年小时数的83.29%，风电场有效利用小时数较高，风速主要集中在2～10m/s风速段，风能主要集中在7～14m/s风速段，属于低风速风场，随着低风速风机技术的成熟，此类风电场具有较好的商业开发价值。本工程90m50年一遇10min最大风速为30.0m/s，70m高度15m/s风速段湍流强度在0.12以下，根据《风力发电机组安全要求》(GB18451.1-2012)判定风电场适用于ⅢC类及以上安全等级风机。综上所述，风电场区域内风资源较丰富，有效风速小时数较多，风的品质较好，具有一定的开发价值。本阶段已完成主机的招标，根据招标结果选用湘电风能XE122-2500kW的直驱机型，轮毂高度为90m。微观选址过程中现场共确定26个机位点，在综合考虑了风资源、风机安全性复核的成果、单机发电量、总图道路以及地质条件等各方面因素后，确定了20个机位点作为本工程推荐的风机布置方案。推荐方案的风机布置和发电量计算成果表明：1)XXXX风电场的年上网电量为104.82GW·h，年利用小时数为2096h，容量系数为0.239。2)XXXX风电场的单机平均上网电量为5241MW•h，发电量最高机组年上网电量为5988MW•h(WTG-09)，最低的机组上网电量为4783MW•h(WTG-07)。1.5工程地质本风电场位于XX县西北边境，主要地属XX苗族侗族乡，西面与怀化会同交接，北面为瓦屋堂乡及联民苗族瑶族乡，东面为武阳镇，风电场主要由XXXX脉及银子山脉南端组成，XXXX为雪峰山脉的南端，由70座山峰组成，主峰海拔1434.2m，区域内地表形态起伏，山体连绵，地貌形态多样。地形切割强烈，海拔一般在1000～1400m之间。风电场区域稳定性好，场区附近范围内无活动性断层，无大型滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷等不良地质现象，场地稳定性好。地基土为中硬土(或岩石)，场地适宜性好。根据国家质量监督检验检疫总局发布的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)，XXXXXX风电场抗震设防烈度为小于Ⅵ度，设计基本地震加速度值为小于0.05g，设计地震分组为第一组。1.6工程任务与规模本工程90m轮毂高度处代表年月平均风速在5.26m/s～7.99m/s之间，平均风功率密度在149.8W/m2～399.6W/m2之间，年平均风速为6.53m/s，年平均风功率密度为263.7W/m2。本工程装机规模约50MW，拟安装20台单机容量为2500kW的风力发电机。本工程风能资源良好，风向较为稳定，场址区域地质构造稳定，接入系统条件良好，场区不存在制约工程建设的环境问题。XXXX风电场开发条件相对较好，具备建设并网型风电场条件。1.7风力发电机组选型和上网电量根据可研优化设计的成果，本工程拟安装20台2500kW风机，年利用小时数为2022h；本阶段根据主机招标结果确定了XE122-2500机型为中标机型，通过现场微观选址风机布置进一步优化，结合风资源分布、道路走线以及风机安全性等各方面因素确定20个风机点位，经计算本工程有效年利用小时数提高至2096h，利用小时数提高81h，提升比例达4.02%。XXXX风电场的年上网电量为104.82GW·h，年利用小时数为2096h，容量系数为0.239。1.8电气1.8.1电气一次1)电气接线XXXX风电场一期工程规划容量为50MW，采用1回110kV线路送出。风电机组以35kV集电线路接入110kV升压站内，再经升压变升压至110kV，采用一回110kV线路送至附近110kV武阳变电站。升压站内建设110kV配电装置，设置一台110kV/35kV、容量为50MVA的主变压器。110kV配电装置侧为一进一出，升压站110kV主接线推荐采用单母线接线方式。按照规划临近本风电场二期工程将来接入本升压站，110kV侧为两进一出，远景110kV配电装置也采用单母线接线，二期工程规划容量为100MW，远景总容量为150MW。2)集电线路接线方案本期工程共选用20台箱式变电站，箱式变电站高压侧均采用并联接线方式。根据风电机组和箱式变电站的布置、容量，以及35kV集电线路走向，本工程20台风电机组—箱式变电站共分为3组。本工程海拔高度较高，位于山区，容易发生冰灾冻现象，根据现场实际情况，本工程35kV集电线路方案采用电缆方案。1.8.2电气二次本风电场按“无人值班，少人值守”的运行方式进行设计。采用计算机监控，通过计算机监控系统可实现在主控室对110kV升压站和全部风电机组的集中监控。计算机监控系统具有远程监控功能，上级调度部门可通过与远动工作站通讯，实现对风电场的远方监视或监控。全场设一套GPS时钟系统，以保证系统时钟的统一。本风电场升压站设置1套交直流一体化电源系统，将站用交流电源系统、直流系统、UPS电源系统及通信电源系统一体化设计、配置、监控。升压站内主要电气设备(包括110kV线路、主变压器、35kV线路等)的继电保护和自动装置根据有关继电保护和自动装置的规程规范及当地电网实际情况进行配置，选用微机型保护装置。1.8.3通信风电场系统通信接入方案为：沿风电场升压站~武阳变110千伏线路敷设的1根24芯的ADSS光缆，长约22千米（含进站光缆）。建设风电场升压站~武阳变STM-1光纤通信电路，风电场在武阳变接入地网层光纤通信网。本期风电场升压站配置一套邵阳地区网SDH光传输设备和一套地网层PCM设备。武阳变增加相应的SDH板件，邵阳地调接入设备增加相应的板件。1.9消防设计在主控室或值班室设置壁挂式火灾报警控制器(联动型)用于监测设置在各场所的火警信号，并对消防水泵实施自动联动控制1.10土建工程1.10.1工程等级根据《风电场工程等级划分及设计安全标准(试行)》(FD002-2007)、《风电场地基基础设计规定(试行)》(FD003-2007)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)；大唐华银XXXX风电场一期工程等别为Ⅱ级，工程规模为大(2)型；风电机组地基基础设计等级为1级，结构安全等级为1级；箱式变压器地基基础设计等级为丙级，结构安全等级为2级。根据《风电场工程等级划分及设计安全标准》(试行)FD002-2007，升压站内建筑物、构筑物级别为2级，升压站内建筑物、构筑物的安全等级均为二级。抗震设防烈度为VI度。1.10.2风力发电机机组基础根据基础设计的一般原则，在满足上部结构荷载要求的前提下，宜优先采用型式简单、施工难度不大、造价较低的浅基础。圆形扩展基础属于传统风机基础形式，施工技术成熟，在大多数风电场广泛应用。圆形梁板式基础演变于圆形扩展基础，能够减少混凝土用量，但施工较为复杂，施工工期长，从施工质量和工期考虑，推荐采用圆形扩展基础。1.10.3箱式变压器基础风力发电机组单机容量为2500kW，采用一机一变，每台风力发电机组均配置电压等级35kV的箱式变压器，拟采用天然地基，基础形式为钢筋混凝土现浇箱式基础，平面尺寸为4.7m×3.2m，混凝土强度等级为C30。1.10.4110kV升压站本工程新建XXXXXX风电场工程110kV升压站。110kV升压站主要建构筑物有中控楼、主变压器、动态无功补偿装置、10kV箱式变压器、事故油池、消防泵房及水池、生活给水机组、污水处理装置、独立避雷针等。本期工程新建110kV升压站中预留一台主变压器及一套无功补偿装置。1.11施工组织设计1.11.1施工总布置原则施工总布置应综合考虑工程规模、施工方案及工期、造价等因素，按照因地制宜、因时制宜、有利生产、方便生活、易于管理、安全可靠、少占耕地的原则，在满足环保与水保要求的条件下布置生产生活区、施工仓库、供电供水、堆场等。1.11.2施工总布置方案XXXX风电场工程场址位于XX县西北部。东邻武冈市、城步苗族自治县，西连靖州苗族侗族自治县、会同县，南抵通道侗族自治县，北与洪江市、洞口县接壤，县城距邵阳市208km。境内建有黄桑国家级自然保护区。本期本工程规划区域范围内无基本农田；无电台、机场及通讯设施；无军事设施。场区内存在有寺庙，规划风机点位已根据寺庙位置进行了避让，具体情况以文物管理部门意见为准。1.11.3施工交通运输大件设备运输可从设备厂家经高速公路到达洞口县江口镇收费站下高速，再经X063县道至金屋塘镇再至瓦屋塘乡，经本期风电场进场道路运送至各风机点位，实现施工安装。经初步规划，本工程风机施工道路约22.5km，其中新建临时施工检修道路20.6km，改造1.9km。新建施工道路路基宽度5.5m，路面宽度4.5m，泥结碎石路面，平曲线和最小转弯半径应满足风电机长叶片运输要求。道路所经过的山坡段原地形较陡，因此应做好道路旁的排水设施及挡墙护坡工程，防止山体滑坡等地质灾害。1.11.4工程征地根据国家发展和改革委员会、国家国土资源部、国家环境保护总局下达的《风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法》，风电场工程用地按政策执行。永久性占地包括风电机组基础占地、箱式变基础占地。临时性占地包括施工中临时堆放建筑材料占地、施工人员临时居住占地、设备临时储存占地、风电机组吊装时的临时占地、场内施工道路临时占地、场内输电线路临时占地和其他施工过程中所需临时占地。根据施工总布置要求，本工程永久用地面积1.98×104m2，施工临时租地面积43.275×104m2。1.11.5施工总进度表1.11.5-1风电场工程施工总进度计划表注：1)施工准备进度从2022年6月开始安排。2)首批风电机组发电日期为2023年2月，全部风电机组发电日期为2023年12月。3)施工准备期5个月，施工工期为14个月(当地每年2月至5月为雨季)。1.12工程管理根据生产和经营需要，结合现代风电场运行特点，遵循精干、统一、高效的原则，对运营机构的设置实施企业管理。在风电场工程(包括110kV升压站)机械、电气设备进入平稳运行时期之后，按少人值班方式管理。本风电场工程的机构设置和人员编制暂参照同类工程和本工程实际条件确定，大唐华银XXXX风电定员19人。风电场主要管理设施包括：110kV升压站，生产、生活电源及备用电源，生产、生活供水设施等。风电场建成后，场内风电机组和电气设备及110kV升压站拟实行统一管理，由凯里市调进行调度管理。1.13环境保护与水土保持在项目设计、建设和运营阶段严格执行报告中提出的环境保护与水土保持措施，并加强施工期环境保护措施，加大生态保护力度，加强运营期环境保护的管理，与当地政府协调，保证风机、升压站200m范围内不新建项目，项目建设对当地区域环境影响较小，符合国家相应环保法规要求。通过主体工程设计中已具有水土保持功能的防护措施以及新增水土保持措施的实施，将会降低因工程建设而产生的水土流失，同时减轻水土流失可能造成的危害。综上所述，本项目是清洁能源的开发利用项目，符合我国能源产业政策、当地总体发展规划和环境保护要求，具有明显的经济效益、社会效益和环境效益。工程建设对当地水环境、声环境、大气环境、电磁环境、生态环境等影响较小，除工程占地造成土地利用状况不可逆改变外，其他影响均可通过采取相应的环保措施及环境管理措施予以减缓。因此，只要项目在建设中认真落实“三同时”，采取相应的环保对策措施后，从环境保护角度来看，工程建设是可行的。1.14劳动安全与工业卫生1.14.1劳动安全与工业卫生设计的主要任务和目的风电场工程投产后在生产过程中可能存在的直接危及人身安全和身体健康的各种危害因素进行确认，提出符合规范要求和工程实际的具体防护措施，以确保风电场职工在生产过程中的安全和健康，同时确保工程建筑物和设备本身的安全。对施工过程中可能存在的主要危害因素，从管理方面对业主、工程承包商和工程监理部门提出安全生产管理要求，为业主的工程招标管理、工程竣工验收和风电场的安全运行管理提供参考依据，确保施工人员生命及财产安全。1.14.2劳动安全与工业卫生设计的内容通过对施工期存在的高空作业、基坑开挖、防雷防电等工作可能存在的危害因素，对运行期可能存在的防火防爆、电气伤害、机械伤害、电磁辐射等可能存在的危害因素进行分析，制定相应对策，并成立相应的机构和应急预案，提出专项投资和实施计划。1.15工程节能降耗节能降耗是缓解能源约束，减轻环境压力，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要求，是一项长期的战略任务，必须摆在更加突出的战略位置。XXXX风电场工程的建设符合可持续发展的原则，是国家能源战略的重要体现。每年可为电网提供清洁电能100.25GW·h，现以每kW·h消耗300g标准燃煤为例，同燃煤电站采取相应环保治理措施后相比，每年可为国家节约标准煤为2.80×104t、节水约5.9×104t，相应每年可减少多种有害气体和废气排放，其中二氧化碳约为11.2×104t/a，二氧化硫为79.1t/a，烟尘21.5t/a，氮氧化物80.8t/a。风力发电是清洁能源，对缓解当前的能源危机和环境压力都有着重要的意义。本工程采取方法可行、布置合理、设备先进(能耗低)、经济指标最低的施工方案。施工中主要耗能种类有：汽柴油、电、水等。经估算工程施工期能耗总量为：汽柴油121.67t，电量16.96万kW·h。根据本风电场的设计规模、厂用电负荷等情况，所选设备情况分析，采取一定的节能设计和措施后，设备全年总电能损耗不大于507.84万kW·h，年厂用电量不大于70.47万kW·h。1.16工程设计概算依据国家、部门及XX省和当地现行的有关规定、定额、费率标准等，材料、设备等价格按2022年1季度价格水平计列。根据以上原则和依据，经计算本工程静态投资为41433.68万元，静态单位投资为8286.74元/kW，其中设备及安装工程投资31657.58万元，建筑工程投资5830.18万元，其他费用2968.44万元，基本预备费452.64万元。建设期利息为1013.53万元，计划总投资为42572.21万元。1.17结论和建议1)XXXX风电场工程规划容量为150MW，本期工程装机容量50MW，风电机组以35kV集电线路接入110kV升压站内，再经升压变升压至110kV，采用一回110kV线路送至附近110kV武阳变电站。升压站内建设110kV配电装置，设置一台110kV/35kV、容量为50MVA的主变压器。110kV配电装置侧为一进一出，升压站110kV主接线推荐采用单母线接线方式。按照规划临近本风电场二期工程将来接入本升压站，110kV侧为两进一出，远景110kV配电装置也采用单母线接线。2)XXXX风电场90m高代表年年平均风速为6.53m/s，年平均风功率密度为263.7W/m2。本期工程装机规模约50MW，拟安装20台风力发电机组：单机容量为2500kW的风力发电机。3)本期工程50MW项目的年上网发电量为104.82GWh，年等效满负荷利用小时数为2096h，平均容量系数为0.239。4)本工程静态投资为41433.68万元，计入建设期利息和流动资金，总投资为42572.21万元。项目注册资本金为建设总投资的20%，贷款利率为5.90%，按季计息为12%，以此计算建设期贷款利息为1013.53万元。XXXX风电场的开发建设将有力地推动XX省的风电发展，对促进XX省其它类型的新能源开发建设也有相当积极的作用。附表1XXXX风电场工程特性表名称单位(或型号)数量备注风电场场址海拔高度m900~1030经度(东经)109°49′～110°32中心位置纬度(北纬)26°16′～27°8′中心位置年平均风速m/s6.5390m高度风功率密度W/m2263.7盛行风向ENE主要设备风电场主要机电设备风电机组台数台20额定功率kW2500叶片数片3风轮直径m122.3扫风面积m211646切入风速m/s3.0额定风速m/s9.5切出风速m/s22安全风速m/s52.53s最大轮毂高度m90风轮转速r/min发电机容量kW2720发电机功率因数+0.93～-0.93额定电压V690主要机电设备35kV箱式变电站台20升压变电所主变压器台数台1型号SFZ11-50000/1l5变压器容量MVA50额定电压kV115±8×1.25%/36.75kV出线回路及电压等级出线回路数回电压等级kV土建风机基础台数座20型式圆形扩展基础地基特性强风化花岗岩箱变基础台数台20施工工程数量土石方开挖万m398.933土石方回填万m320.75混凝土万m31.4156钢筋t1219新建公路km20.6施工期限总工期月8第一台机组发电月6投资指标静态投资(编制年)万元41433.68工程总投资万元42572.21含流动资金单位千瓦静态投资元/kW8286.74单位千瓦动态投资元/kW8489.44施工辅助工程万元524.84机电设备及安装万元31657.58建筑工程万元5830.18其它费用万元2968.44基本预备费万元452.64建设期利息万元1013.53经济指标装机容量MW50年发电量GWh104.82上网电量年等效满负荷小时数h2096运行期平均上网电价(不含增值税)元/kWh0.5214运行期平均上网电价(含增值税)元/kWh0.612风能资源和风机布置2.1风电场所在地区气象资料分析2.1.1参证气象站概况本工程参考距离风电场中心南面约30.0km处的长期观测站-XX县气象站作为参考气象站。XX县气象站始建于1959年11月1日，位于XX县万家坪，于1964年3月1日由XX县万家坪迁至XX县文家寨庙房界，至今未迁动。该站为一般气象站，2007年1月1日改为二级站，观测场位于东经109°09′，北纬26°35′，观测场海拔310.3m。气象站与风电场相对位置示意图见图2.1-1。图2.1-1风电场与气象站相对位置示意图2.1.2参证气象站年际风况特征根据XX气象站提供的1984～2013年历年平均风速，统计成果见表2.1-1，气象站历年风速直方图见图2.1-2。表2.1-1气象站多年平均风速年际变化表年份年平均风速年份年平均风速1984年0.821999年0.771985年0.922000年0.761986年0.702001年0.701987年0.742002年0.681988年0.972003年0.771989年0.832004年1.061990年0.992005年0.951991年0.892006年0.971992年0.742007年1.051993年0.862008年1.051994年0.982009年1.121995年0.752010年1.061996年0.812011年1.001997年0.792012年0.871998年0.77测风年0.86近30年多年平均0.87近20年多年平均0.89近10年多年平均1.00近5年多年平均0.98注：风速统计年为每年2月至次年1月。图2.1-2气象站1984～2013年年平均风速变化直方图2.1.3参证气象站年内风况特征气象站近30年、近20年、近10年、近5年以及测风年逐月平均风速变化见表2.1-2和图2.1-3。表2.1-2气象站多年与测风年逐月平均风速统计表单位：m/s月份2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月近30年0.980.940.910.870.780.920.870.850.820.810.860.89近20年0.980.910.930.890.790.930.900.870.840.840.880.93近10年1.131.030.990.980.871.051.030.980.950.910.991.06近5年1.161.060.920.940.881.081.040.960.90.920.91.00测风年0.801.000.800.700.801.101.000.800.800.800.701.00注：统计年为每年2月份至次年1月份。图2.1-3XX气象站多年与测风年风速月变化曲线图由以上图表可知：该地区风速变化没有明显规律，相对而言1、2、3月和7月风速较大，9、10和11月月份风速较小。XX气象站对应测风年风速月变化趋势较多年平均起伏较大。2.1.4参证气象站风向特征由XX气象站1984年～2013年共30年实测资料统计得该地区多年平均和测风年的各风向频率见表2.1-3，绘制风向频率玫瑰图见图2.1-4。表2.1-3气象站全年风向频率统计结果单位：%风向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC多年风向频率738684311242224538测风年566684212332328435根据该统计结果，气象站近30年的主风向集中于NE～E方向，测风年主风向与其基本一致。图2.1-4长期站近30年及测风年风向玫瑰图2.1.5参证气象站其它气象特征～表2.1-4XX气象站气象要素累年特征值气候要素单位数值气温年平均气温℃16.9年极端最高气温℃40.5年极端最低气温℃-6.8降水年平均降水量mm1553.3年最多降水量mm1876.5年最少降水量mm1064.6最大日降雨量mm182.7气压年平均气压hPa978.9年平均水气压hPa17.0雷暴年平均雷暴日数d53年最多雷暴日数d73年最少雷暴日数d34结冰年平均结冰日数d10年最多结冰日数d24年最少结冰日数d2其它要素最大积雪深度cm14最大冻土深度cm无此观测项目年平均冰雹次数次0.26年平均雾日d48.82.2风电场测风资料分析2.2.1测风塔分布及仪器情况本工程厂址区域曾先后共设有4个测风塔，编号分别是6194、6195、0523和3342测风塔，该4个测风塔均采用美国NRG公司制造的测风设备。其中6194、6195测风塔测风均始于2011年5月25日，0523测风塔测风数据始于2012年7月26日，3342测风塔测风数据始于2013年1月7日。6194塔与3342塔位置相邻，两者距离仅为77m；6195塔与0523塔位置相邻，两者距离仅为80m。测风塔的基本情况见表2.2-1，本风电场分期规划及测风塔分布的地理位置见图2.2-1。表2.2-1测风塔基本情况表编号坐标测风高度海拔高程测风项目东经北纬6194110°15.11′26°51.496′10m/30m/50m/70m1404m风速、风向、气压、温度(10m、70m设风向标)6195110°14.659′26°50.729′10m/30m/50m/70m1396m风速、风向、气压、温度(10m、70m设风向标)0523110°14.652′26°50.765′10m/30m/50m/70m/80m1386m风速、风向、气压、温度(10m、80m设风向标)3342110°15.081′26°51.535′10m1420m风速、风向、气压、温度注：6194、6195测风塔因冰冻等恶劣天气于2012年1月30日和2012年2月11日相继倒塔。0523测风塔于2013年1月13日为防止冰冻倒塔将塔高由80m降至30m，后于2013年3月12日又重新升至80m高。3342测风塔仅有10m的风速风向观测高度，其主要用于在其它塔同期验证(尤其是冰冻期)。图2.2-1XXXX风电场分期规划及测风塔示意图2.2.2测风数据完整性、合理性和相关性验证数据验证是检查风场测风获得的原始数据，对其完整性和合理性进行判断，检验出不合理的数据和缺测的数据，经过处理，整理出满足规范要求的风场逐小时测风数据。完整性验证本阶段收集到6194测风塔的测风时段为2011年05月25日0时～2012年01月30日15时，应采集数据6015次，实际采集数据5931次，缺测数据84次，另从2012年1月2日11时开始各个通道的风速值均为0.4，视为无效数据，一并做缺测数据处理，完整率为87.35%；收集到6195测风塔的测风时段为2011年05月25日0时～2012年02月11日23时，6195塔应采集数据6312次，实际采集数据6240次，缺测数据72次，另从2012年1月2日11时开始各个通道的风速值均为0.4，视为无效数据，一并做缺测数据处理，完整率为85.43%。0523测风塔的测风时段为2012年07月26日9时～2022年05月10日06时，其中2012年9月20日～2012年10月15日/2014年2月7日～2014年05月10日时间段所有观测通道数据无效，在2013年1月13日～2013年03月12日期间因防止冰冻倒塔将测风高度由80m降至30m。因此本次完整性验证选择该塔2013年2月1日～2014年1月31日作为分析的时间段，其它时间段不再详细分析。各个通道应采集数据8760次，实际采集数据8750次，缺测数据10次，另外从2012年9月20日11时至2012年10月15日17时，2012年12月17日18时至2013年3月3日10时各个通道的风速均为0.4，视为无效数据，共计1182次，一并做缺测数据处理，完整率为87.7%，另外80m/70m/50m风速以及80m风向在2013年2月1日0时至3月12日15时缺测，具体完整率见表2.4—4。3342塔的测风时段为2013年1月7日19时至2013年9月4日7时，应采集数据5749次，实际采集数据5749次，无缺测数据，从2013年2月7日19时至2013年3月3日10时各个通道的大部分时间段风速为0.4，视为无效数据，共计226次，做缺测数据处理，完整率为96.1%。各测风塔测风数据缺测情况统计见下表2.2-2至表2.2-4：表2.2-26194塔实测数据完整率统计要素缺测时期总测次缺测次数无效次数缺测率(%)70m风速2011-07-1912:00～23:002011-08-0212:00～23:002011-10-1512:00～23:002011-11-0412:00～23:002011-11-2212:00～23:002011-11-3012:00～23:0060158467712.6550m风速60158467712.6530m风速60158467712.6510m风速60158467712.6570m风向60158467712.6510m风向60158467712.65气压60158467712.65气温60158467712.65注：无效数据起止时间2012-01-0211:00～01-3015:00表2.2-36195塔实测数据完整率统计要素缺测时期总测次缺测次数无效次数缺测率(%)70m风速2011-07-1912:00～23:002011-08-0212:00～23:002011-10-1512:00～23:002011-11-0412:00～23:002011-11-2212:00～23:002011-11-3012:00～23:0063127297416.5750m风速63127297416.5730m风速63127297416.5710m风速63127297416.5770m风向63127297416.5710m风向63127297416.57气压63127297416.57气温63127297416.57注：无效数据起止时间2012-01-0211:00～02-1123:00表2.2-40523塔实测数据完整率统计要素缺测时期总测次缺测次数无效次数缺测率(%)30m风速2013-04-2313:00～14:008760104305.0210m风速2013-06-2007:00～12:008760104305.0210m风向2013-07-1008:00～10:008760104305.02气压8760104305.02气温8760104305.0280m风速除以上相同时间缺测外，还有：876096152116.9270m风速2013-2-10:00876096152116.9250m风速～2013年-03-1215:00876096152116.9280m风向876096152116.92无效数据主要集中在以下时间段：2013-02-719：00～02-1003：00/2013-02-1110：00～02-1317：00/2013-02-1503：00～02-1515：00/2013-02-1903：00～02-2209：00/2013-03-0200：00～03-0311：00/2013-12-1514：00～12-1717：00/2014-01-0805：00～01-1410：00合理性验证考虑到6194、6195测风塔各个通道的数据均从2012年01月02日11时开始不正常，因此本阶段的该测风塔合理性验证采用测风时段2011年05月25日～2011年12月31日的实时数据进行，0523测风塔合理性验证时间段为2013年2月1日～2014年1月31日，检验成果见表2.2-5和2.2-6。3342塔仅观测10m高度处的风速风向，现只对其10m高度处风速的1h平均风速变化进行合理性分析，不合理数据仅为4次，比例为0.07%。表2.2-56194、6195测风塔不合理数据统计时期主要参数合理参考值6194塔6195塔次数比例(%)次数比例(%)2011-05-25～2011-12-31缺测841.58721.360≤小时平均风速＜40m/s00.0000.000°≤小时平均风向＜360°00.0000.001h平均风速变化(70m)＜6.0m/s10.0250.091h平均风速变化(50m)＜6.0m/s30.0640.081h平均风速变化(30m)＜6.0m/s10.0240.081h平均风速变化(10m)＜6.0m/s40.0820.0470m/50m高度小时平均风速差值＜2.0m/s80.152725.1370m/30m高度小时平均风速差值＜4.0m/s400.75470.8970m/10m高度小时平均风速差值＜6.0m/s210.4080.1570m/10m高度风向差值＜67.5°871.643175.98表2.2-60523测风塔不合理数据统计时期主要参数合理参考值0523塔次数比例(%)2013-02-01～2014-01-310≤小时平均风速＜40m/s000°≤小时平均风向＜360°001h平均风速变化(80m)＜6.0m/s240.271h平均风速变化(70m)＜6.0m/s160.181h平均风速变化(50m)＜6.0m/s140.161h平均风速变化(30m)＜6.0m/s60.071h平均风速变化(10m)＜6.0m/s30.0380m/70m高度小时平均风速差值＜1.0m/s268430.6470m/50m高度小时平均风速差值＜2.0m/s163218.6370m/30m高度小时平均风速差值＜4.0m/s184821.1070m/10m高度小时平均风速差值＜6.0m/s191821.8980m/10m高度风向差值＜67.5°210524.03本阶段对测风塔的缺测时段数据和不合理数据进行修正的基本原则如下：1)对缺测风速的处理。对于只有一个测风塔缺测的数据，采用另一测风塔同期数据进行相关弥补；对于多个测风塔同时缺测的数据，考虑到缺测时间较短，则采用测风塔内前后时段同时刻测风数据的平均值进行弥补，如缺测时间较长则通过软件Windgrapher综合其它时段风速的分布趋势进行插补延展。2)数据合理性分析：对测风塔不同高度同一时段的风速、风向数据进行对比分析，根据有效值范围，分析判断找出不合理的测风数据。3)不合理风速数据的处理：根据多个测风塔同一高度风速相关性分析成果，采用相关关系曲线，修正不合理的风速数据。4)不合理风向数据处理：在对测风塔不同高度风向数据进行对比分析的基础上，不合理风向数据采取以该测风塔其它高度的风向数据替代。本工程在每年的12月至次年的2月冰冻较为严重的情况，测风塔的观测受冰冻的影响较大，因为冰冻导致出现较多的无效数据。本阶段对冰冻造成的无效数据的处理原则说明如下：1）0523塔在2013年1月13日至2013年3月12日这段时间因防止冰冻倒塔将测风塔由80m降至30m,这段时间的无效数据主要根据该塔30m高度处及以下的数据进行相关插补，如果30m高度处的数据也为无效则根据3342塔同期的数据进行相关延展；2）因冰冻造成0523塔其它时间段无效数据较多，则通过软件Windgrapher综合其它时段风速的分布趋势进行插补延展。

图2.2-26194与6195测风塔各层风速相关关系图由上可见，两测风塔之间相关关系尚可，10m、30m、50m、70m各层的相关关系分别为0.819、0.878、0.899、0.898，两测风塔之间可相互插补数据。考虑到0523测风塔与6194、6195测风塔的观测不同期，且位置发生了变化，无进行相关分析的必要。本阶段将0523塔10m风速与3342塔10m、0523塔50m与30m、0523塔70m与30m分别进行相关分析，相关关系均较好，相关系数分别为0.749、0.913和0.842，相关关系示意图如图2.2-2～2.2-5所示。图2.2-30523塔10m的风速与3342塔10m的风速相关关系曲线图2.2-40523塔50m的与10m高度处的风速相关关系曲线图2.2-50523塔50m的与10m高度处的风速相关关系曲线2.2.3测风塔风况参数分析空气密度本工程通过以下两种方法计算风电场区域空气密度。方法一：本阶段仅参考0523测风塔实测年平均气温、气压计算风电场空气密度（考虑到6194和6195塔只有约半年的测风数据）。0523测风塔年平均气压为838.7hPa，年平均气温为13.9℃。实测年年平均空气密度ρ如下公式：式中：ρ--空气密度(kg/m3)；--实测平均大气压(Pa)；--气体常数(287J/kg·K)；--开氏温标绝对温度(℃+273)。由上式计算得到XXXXXX风电场0523测风塔处的平均空气密度为1.01kg/m3。方法二：根据《全国风能资源评价技术规定》本次计算风电场空气密度计算可用如下公式：式中：ρ--空气密度(kg/m3)；z--风电场的海拔高度(m)；T--平均空气开氏温标绝对温度温度(℃+273)。由上式计算得到XXXXXX风电场0523测风塔处的空气密度为1.04kg/m3。综合两种方法计算成果，本阶段风电场空气密度取1.01kg/m3。50年一遇设计风速根据6194、6195及0523测风塔测风年观测资料统计分析得最大风速及极大风速等相关值见表2.2-7所示。表2.2-7各测风塔测风年最大风速统计表观测项目61946195052370m50m70m50m70m50m最大风速10min(m/s)25.625.720.420.320.219.6风向SWSWENEENE发生时间2011-8-164:502011-8-164:402012-10-174:20极风3s(m/s)28.829.824.724.535.032.0风向SWSWNENE发生时间2011-8-164:502011-8-164:402013-3-233:101）方法1：气象站与测风塔日最大风速相关依据《电力工程气象勘测技术规程》(DL/T5158-2012)，可通过测风塔70m高度日最大风速分别与气象站日最大风速建立相关方程，推算本风电场50年一遇最大风速，计算成果见图2.2-6。图2.2-6气象站测风年日最大风速与测风塔日最大风速相关示意图由于气象站测风年日10min最大风速与测风塔日10min最大风速相关关系较差，不能根据气象站长系列数据推算风电场50年一遇设计风速。2）方法2：IEC极风模型法参考IEC61400-1标准：50年一遇和1年一遇极端风速Ve50和Ve1作高度z的函数用下式计算：Ve1最大(Z)=0.8Ve50最大(Z)Ve50极大(Z)=1.4Ve50最大(Z)Vhub(Z)=V(Z)·(Zhub/Z)0.11式中：Ve1最大为年一遇的最大风速；Ve50最大为50年一遇的最大风速；Ve50极大为50年一遇的极大风速；Z为参考风速高度；Zhub为风机轮毂高度。根据该3个测风塔实测到的最大10min风速25.7m/s,求得70m高50年一遇10min最大风速32.1m/s，求得90m高50年一遇10min最大风速33.0m/s，换算至标准空气密度下为30.0m/s，继而推求得90m高50年一遇3s极大风速42.0m/s。风切变指数在近地面层中，假设大气层皆为中性时，风流将完全依靠动力原因来发展，这时风速随高度变化服从普朗特经验公式，风速随高度增加将有显著变化，但由于地表面粗糙度不同，风速随高度的变化也不同，在此使用幂次律的风廓线公式可求得风切变指数：式中：--高度处的风速，m/s；--高度处的风速，m/s；，为实测值；--风切变指数，其取值与地表面粗糙度有关。根据XXXXXX风电场6194与6195测风塔各高度的测风资料，求解可得出α值，基本遵循以上指数曲线规律。6194与6195测风塔各高度间的风切变指数详见表2.2-8，0523测风塔各高度间的风切变指数详见表2.2-9。表2.2-86194与6195测风塔各高度间风切变指数平均值高度50m30m10m50m30m10m70m0.0800.0940.0910.0730.0760.09150m/0.1510.109/0.0790.09530m//0.089//0.10310m//////表2.2-90523测风塔各高度间风切变指数平均值高度70m50m30m10m80m0.0900.0650.1190.19070m/0.0550.1230.19050m//0.1690.22030m///0.24010m////由上表2.2-8和表2.2-9可知，6194塔的风切变在0.080～0.151之间，6195塔的风切变在0.073～0.103之间，0523塔30m～80m的风切变在0.055～0.169之间(该塔10m处因受下垫面影响较大，风速偏低)。湍流强度湍流是指风速、风向及其垂直分量的迅速扰动或不规律性，是重要的风况特征值。它有两种不利的影响，减少输出的功率和引起风能转换系统的振动和荷载的不均匀，最终使风力发电机组受到破坏。湍流强度是脉动风速的均方差与平均风速的比值，即：式中：IT--湍流强度；σ--某时段风速的标准偏差，m/s；--某时段平均风速，m/s。IT在0.1或以下时表示湍流较小，到0.25表明湍流过大，一般陆地上0.12～0.15。根据测风数据求得各层湍流强度成果如下表2.2-10：表2.2-10各测风塔不同高度的平均湍流强度值项目测风高度有效风速综合湍流强度(≧3m/s风速段)湍流强度(V=14～16m/s)6194测风塔70m0.0930.07950m0.1020.09030m0.1150.10210m0.1360.11830m以上平均值0.1120.0976195测风塔70m0.1000.08650m0.1030.08530m0.1200.09310m0.1640.09530m以上平均值0.1080.0880523测风塔80m0.0740.04770m0.1360.09050m0.1560.08530m0.1870.08410m0.2300.09730m以上平均值0.1380.077由上表可见，6194塔30m以上高度有效风速段(3m/s～25m/s)综合湍流强度平均值为0.112，风速V=14～16m/s时平均湍流强度为0.097；6195塔30m以上高度有效风速段(3m/s～25m/s)综合湍流强度平均值为0.108，风速V=14～16m/s时平均湍流强度为0.088；0523塔10m/30m/50m/70m处的有效风速段的综合湍流较大，而在风速V=14～16m/s风速段时平均风速段湍流强度均小于0.10。风电场3个测风塔70m高度风速V=14～16m/s时湍流强度均小于0.10，属于湍流较小区域。考虑到6194塔所在位置西南部有一山谷，而6195塔所在位置位于本工程中部山脊的最高处，其周围的障碍物较少，因此，6194塔比6195塔的湍流强度偏大。0523塔与6195塔位置邻近，但0523塔10m/30m/50m/70m高度处的有效风速段的综合湍流强度大于6195塔，其原因从具体微地形来看初步分析为0523塔更靠近西部和北部的陡崖，其湍流相对较大，另外0523塔10m的风速偏小(地表障碍物较多)。因此在风机布置时尽量远离陡崖和陡坡，而且风机的轮毂高度尽量在50m以上。从各个测风塔湍流强度统计成果来看，各测风塔处不同高度处综合湍流强度属于偏弱湍流强度，但各测风高度平均湍流强度基本均随高度的增加而减少，变化规律较为一致。在下阶段风电机组选型时需重点考虑湍流强度对风电机组的疲劳性损伤和安全性分析。实测风速和风功率密度本章节的风速、风功率密度统计的时间序列分别为：6194与6195塔测风时段均为2011.06.01～2011.12.31，0523塔测风时段为2013.02.01～2014.01.31。本阶段根据在各自测风时段内的有效测风数据进行统计分析，整理分析4个测风塔各高度平均风速和平均风功率密度统计成果见表2.2-11～表2.2-14。表2.2-116194测风塔测风高度风速、风功率密度成果表6194塔平均风速(m/s)平均风功率密度(W/m2)月均10m30m50m70m10m30m50m70m6月6.9274.4362.8398.3435.07月7.3374.7481.0518.5548.78月7.7482.8621.8662.3686.49月6.1128.2163.8191.5197.810月6.4170.9215.2250.2257.111月4.55.05.45.485.7114.2138.0143.212月3.975.097.4116.1110.1平均6.1206.9288.3306.5315.1表2.2-126195测风塔各测风高度风速风功率密度成果表6195塔平均风速(m/s)平均风功率密度(W/m2)月均10m30m50m70m10m30m50m70m6月5.0139.3229.3257.3290.07月6.4146.2260.4282.3308.78月6.7172.3317.2336.1363.09月7.0189.4246.2263.5303.710月7.5310.4386.0395.4446.111月5.0118.1166.1180.1204.212月4.3119.6152.0151.5163.8平均6.1173.9263.4272.5290.2注：非完整月数据未统计在以上成果表中。

表2.2-130523测风塔各测风高度风速风功率密度成果表0523塔平均风速平均风功率密度(m/s)(W/m2)月均10m30m50m70m80m10m30m50m70m80m2012年8月4.65/5.65.599.7119.8/164.9168.22012年9月//////////2012年10月//////////2012年11月5.65.7141.6179.5222.4249.5257.72012年12月3.06.271.9165220.7268.2276.92013年1月5.65.7121.7183.4185.6208.3215.12013年2月5.45.637.398.8144.8163.6171.22013年3月7.47.588.8206.0277.2328.6347.82013年4月7.57.657.7235.8305.6363.7373.02013年5月5.61.934.792.2127.9158.945.42013年6月6.62.838.8113.8187.6249.499.12013年7月3.55.034.089.2232.4355.2385.82013年8月8.28.4199.9243.4335.1417.7444.22013年9月5.46.0173.0230.1278.8314.0330.12013年10月6.36.4148.3172.7197.4215.9220.12013年11月6.66.7178.3207.9242.4269.1279.62013年12月6.46.5178.9204.0222.6231.1237.12014年1月6.46.589.6141.3198.7244.2260.5均值4.375.486.236.466.10105.9167.7225.3262.6257.0表2.2-143342测风塔各测风高度风速风功率密度成果表3342塔平均风速(m/s)平均风功率密度(W/m2)月均10m10m1月5.291.32月3.567.43月5.3125.04月5.3121.85月4.157.66月4.680.87月4.685.78月5.8187.59月5.813.1平均4.869.46194测风塔70m高度各月平均风速3.9m/s～7.7m/s，平均风速6.1m/s，风功率密度315.1W/m2；6195测风塔70m高度各月平均风速4.3m/s～7.5m/s，平均风速6.1m/s，风功率密度290.2W/m2。0523测风塔70m高度各月平均风速5.4m/s～8.2m/s，平均风速6.46m/s，风功率密度262.6W/m2。特别指出的是本风电场区域范围内存在冬季结冰的情况，在测风年内2011年12月份6194、6195测风塔分别有28.93%、28.86%的时间测风仪器被冻住，风速仪显示值为0.4；而0523塔在测风年内的2013年2月因冰冻较为明显，有31.5%的时间测风仪器被冻住，风速仪显示值为0.4。同样，虽然3342塔仅有10m高度处测风依然受冰冻影响明显，在测风年内的2013年2月有28.6%的时间测风仪器被冻住，风速仪显示值为0.4。实测风向和风能经统计分析6194、6195测风塔在2011.06.01～2011.12.31测风时段的风向、风能频率计算成果见表2.2-15和表2.2-16，统计分析0523测风塔在2013.02.01～2014.01.31测风时段的风向、风能频率计算成果见表2.2-17；各测风塔绘制风向、风能玫瑰图见图2.2-7～图2.3-12。表2.2-156194测风塔70m、10m高度处风向、风能频率计算成果表风向70m10m风向频率风能频率风向频率风能频率N1.0NNE0.2NE5.21.08.72.1ENE15.89.529.319.3E24.513.714.73.4ESE0.4SE5.0SSE0.2S1.5SSW10.9SW16.862.417.061.2WSW0.4W0.0WNW0.0NW0.1NNW0.0C2.50.02.10.0表2.2-166195测风塔70m、10m高度处风向、风能频率计算成果表风向70m10m风向频率风能频率风向频率风能频率N0.2NNE0.2NE1.3ENE24.435.432.852.4E19.315.815.610.3ESE1.0SE0.3SSE0.6S0.9SSW1.7SW17.834.911.016.0WSW3.21.310.714.7W0.1WNW0.1NW0.1NNW0.2C2.50.02.20.0表2.2-170523测风塔70m、10m高度处风向、风能频率计算成果表风向70m10m风向频率风能频率风向频率风能频率N11.0NNE6.2NE5.354.86.5ENE18.429.620.743.9E11.312.616.623.5ESE1.5SE0.7SSE1.2S1.5SSW7.0SW0.9WSW0.7W1.00.310.13.2WNW1.0NW1.0NNW0.9C图2.2-76194测风塔70m高度处6月～12月平均风向、风能玫瑰图图2.2-86194测风塔10m高度处6月～12月平均风向、风能玫瑰图图2.2-96195测风塔70m高度处6月～12月平均风向、风能玫瑰图图2.2-106195测风塔10m高度处6月～12月平均风向、风能玫瑰图图2.2-110523测风塔70m高度处代表年平均风向、风能玫瑰图图2.2-120523测风塔10m高度处代表年平均风向、风能玫瑰图表2.2-18各测风塔70m、10m处主风向和主风能统计成果表测风塔619461950523测风高度70m10m70m10m70m10m主风向EENEENEENEENEENE次风向SW、ENESW、EE、SWE、SWSWSW主风能SWSWENEENEENEE次风能E、ENEENE、SSWSW、ESW、WSWSWENE由以上图表可见，6194测风塔70m和10m高度处主风能方向一致均为SW方向，主风向基本一致，为E～ENE区间；6195测风塔70m和10m高主风向和主风能方向均一致，为ENE方向。0523测风塔70m和10m主风向和主风能一致，均为ENE风向。因此本风电场的风向和风能风向主要集中于E～ENE区间和SW区间。2.3代表塔与代表年的选取本工程先后设立4个测风塔，由于6194、6195测风塔因冰冻等恶劣天气于2012年1月30日和2012年2月11日相继倒塔且未能及时恢复，因此没法进一步收集该两塔的测风数据进行数据插补延展至一整年。而原6195塔附近又重新设立80m的0523塔收集到实测观测数据时间序列为2012年07月26日9时～2014年05月10日06时，满足一整年的规范要求。在原6194塔附近设立10m高的3342塔，其主要用于在其它塔同期验证(尤其是冰冻期)。本阶段考虑到在本工程范围内仅0523测风塔的实际测风满足一整年的要求，且该塔位于本工程中心区域的山脊上，地表下垫面具有较好的代表性(本工程待布机点均为山脊)，且风向和风能方向较为一致，集中于E～ENE区间和SW～WSW区间，因此预选0523测风塔作为风资源分析的代表性测风塔，选择2013年02月1日0时～2014年01月31日23时这一整年为风资源分析的代表年。2.4测风塔与气象站测风数据相关及订正分析根据XX气象站2013.02.01～2014.01.31逐时的平均风速与0523测风塔同期70m高度处逐时平均风速观测资料进行相关分析，相关分析成果详见图2.4-1。图2.4-1XX长期气象站与0523测风塔同时期风速相关示意图由图2.4-1中可知：1)XX气象站风速资料与0523测风塔之间的相关性极差，即两者不存在相关性。2)分析其主要原因为形成风的原因差别较大，XX气象站位于XX县城郊，其测风受周围建筑物的影响较大，且其站址海拔高程为310.3m，与风电场山体海拔高程相差大于1000m，两者从海拔和地形的差异造就了各自不同的风速分布规律。本工程还下载了0523#塔位置处的中尺度3Tier数据库近30多年的逐时风速、风向数据，通过对3Tier多年的风速数据进行统计分析得出其历年的年平均风速值如下表2.4-1和图2.4-2所示。表2.4-10523#位置处3Tier风数据历年风速统计成果表单位：m/s年份年平均风速年份年平均风速1984年6.711999年6.621985年6.782000年6.361986年6.692001年6.361987年7.232002年6.381988年7.072003年7.041989年6.942004年6.531990年6.882005年6.721991年6.972006年6.541992年6.782007年6.961993年6.692008年6.221994年6.252009年6.481995年6.732010年6.791996年6.752011年6.671997年6.242012年6.361998年7.06测风年6.89近30年多年平均6.69近20年多年平均6.60近10年多年平均6.62近5年多年平均0.64注：风速统计年为每年2月至次年1月。测风年测风年图2.4-1中尺度3Tier风数据历年年平均风速变化直方图由上表2.4-1和图2.4-2可知，中尺度3Tier风数据在测风塔代表年2013年2月1日0时～2014年1月31日23时这期间的平均风速为6.89m/s，与近30年平均风速6.69m/s相比偏大2.29%，这说明本风电场代表性测风塔代表年的风速在长序列中属于大风年的水平。由前述可知XX气象站与0523#塔同期的相关关系较差，主要原因有：XX气象站位于XX县城郊，其测风受周围建筑物的影响较大，且其站址海拔高程为310.3m，而本风电场待布机位海拔高程在1202m～1405m之间，XX气象站与风电场山体海拔高程相差在1000m左右，两者之间风的成因以及周围环境、下垫面条件等均相差较大，从海拔、地形以及下垫面环境等的差异造就了各自不同的风速分布规律。对于风电场的风能资源分析中，在利用XX气象站订正代表年测风数据时，难度大，可能性小。因此，本阶段以代表年013年2月1日0时～2014年1月31日23时实测数据和同期的中尺度进行代表年的订正。根据规范要求分别对风电场8259#和8260#测风塔代表年测风数据采用分扇区相关关系进行订正，在进行分扇区相关分析时各测风塔分扇区的相关关系均较差，进行分扇区相关分析的意义不大，因此本工程考虑采用总体相关的方法进行测风塔与长序列数据的风速相关订正分析。表2.4-20523#塔与3Tier风数据相关关系统计成果表风向区间相关曲线系数a相关曲线系数b相关性系数N-0.2559.9500.103NNE0.5702.2480.436NE1.125-0.9810.607ENE2.370-7.8870.707E1.830-3.3570.526ESE0.5361.2050.504SE0.5460.8300.464SSE0.834-0.7580.612S1.032-1.6860.592SSW1.107-1.8620.573SW1.728-5.2520.826WSW0.3603.9700.237W0.3472.2750.433WNW-0.0524.5920.068NW-0.1455.2870.155NNW0.1964.9220.179图2.4-30523#塔与3Tier风数据相关关系示意图由上表2.4-2和图2.4-2可知，0523#塔与3Tier同期数据分扇区的相关系数在0.068～0.826之间，其中风能集中风向ENE和SW相关关系均在0.7以上。综上所述，对于代表年2013年2月1日0时～2014年1月31日23时的0523#塔进行分扇区订正后导入风资源模拟软件进行统计分析。经过分扇区订正后，0523#塔80m高度处平均风速由6.71m/s订正为6.43m/s，再由70m高度处（风切变取0.065）换算至轮毂高度90m处的平均风速为6.53m/s。2.5风能资源分析 本工程已完成主机招标，根据主机招标结果，中标机型为XE122-2500机型，推荐轮毂高度为90m。因此以90m作为本次风能资源评估的轮毂高度。2.5.1平均风速、平均风功率密度年内变化统计分析本风电场轮毂高度处代表年2013年2月～2014年1月的逐月平均风速和平均风功率密度，结果见表2.5-1所示，绘制轮毂高度处代表年平均风速和平均风功率密度年内变化过程如图2.5-1所示。表2.5-1轮毂高度处代表年逐月的风速和风功率密度成果表月份平均风速(m/s)平均风功率密度(W/m2)1月6.20232.82月5.26158.93月7.24318.04月7.38353.65月5.38149.86月6.43237.67月7.43346.18月7.99399.69月6.39297.010月6.09198.811月6.33251.812月6.17212.8年均6.53263.7图2.5-1本风电场轮毂高度处风速、风功率年变化曲线由以上可知，本风电场轮毂高度处代表年风速和风功率密度变化趋势基本一致，其中逐月变化过程中平均风速和平均风功率密度3～4月份和7～8月份值较大，2月、5月较小。由表2.5-1可知，本风电场轮毂高度处代表年月平均风速在5.26m/s～7.99m/s之间，平均风功率密度在149.8W/m2～399.6W/m2之间，年平均风速为6.53m/s，年平均风功率密度为263.7W/m2。风速年内变化较大，季节变化明显，风功率密度年内分配不均，除3～4月份和7～8月份风功率密度等级能够达到3级以外，其它季节风功率密度等级在2级或以下等级。2.5.2平均风速、风功率密度日变化统计本风电场轮毂高度处代表年逐时的平均风速、平均风功率密度，成果见表2.5-2。分析平均风速和平均风功率密度的日变化过程，绘制日变化过程曲线见图2.5-2。表2.5-2本风电场轮毂高度处代表年平均风速和风功率密度表小时(h)平均风速(m/s)平均风功率密度(W/m2)07.08293.916.94284.826.86281.336.91293.946.94296.457.07309.667.17317.377.15324.587.05335.896.67314.6106.34269.5116.06238.8125.79211.5135.51183.0145.34174.3155.30173.1165.36171.6175.55177.5186.15213.2196.72249.5207.10287.2217.30313.3227.25308.5237.20305.3图2.5-2本风电场轮毂高度处代表年风速、风功率密度日变化曲线图本风电场轮毂高度处代表年风速日变化在5.30m/s～7.30m/s之间，风功率密度在171.6W/m2～335.7W/m2之间。测风塔风速与风功率密度日变化趋势基本一致。19时～次日9时风速较大，12时～17时为一天中风速较小时段。统计分析本风电场轮毂高度处代表年逐月平均风速日变化、平均风功率密度日变化成果见表2.5-3。绘制风速和风功率密度日变化图见图2.5-3。

表2.5-3轮毂高度处代表年各月逐时平均风速及风功率密度统计成果表时序01月02月03月04月05月06月风速(m/s)风功率密度(W/m2)风速(m/s)风功率密度(W/m2)风速(m/s)风功率密度(W