风能资源评估手册

i风风能能资资源源评评估估手手册册成功实施测风计划的基本知识由AWS科学公司为国家可再生能源实验室编制1997年4月AWSScientific，Inc.NationalRenewableEnergyLaboratoryCESTM，251FullerRoad1617ColeBoulevardAlbany，NY12203Golden,CO80401风风能能资资源源评评估估手手册册成功实施测风计划的基本知识编制：AWS科学公司纽约州奥尔巴尼富勒路251号CESTM12203分包合同编号:TAT-5-15283-01为国家可再生能源实验室编制科罗拉多州戈尔登科尔大街1617号80401风能资源评估手册iii注意:本文件由美国政府的机构资助完成。美国政府及其任何机构、任何所属雇员，对其准确性、完整性，或任何信息、仪器、产品的可用性，或揭示出的过程，或表明其应用将不会侵犯私人拥有的权利，均不表达或暗示任何担保，也不承担任何法律义务或责任。或认可因其文中以商业名称、商标、制造商提到的特定商业产品、过程或服务，均不构成或表示美国政府及其任何机构对其的认可、推荐或协助。作者在文中表达的观点或意见也并不一定说明或反映美国政府及其任何机构的意见。风能资源评估手册iv中文版前言2004年在波恩召开的国际可再生能源会议上，中国政府宣布要在2020年以前实现风力发电总装机容量达到20GW的目标，昀近中国政府在“2005北京国际可再生能源大会”上发布，将发展目标又提高到了30GW。而要达到这个发展目标，风能资源的准确测量和评估是关键。目前中国刚开始在全国范围进行风能资源测量和评估，除了严格遵循有关国家标准和技术规定外，迫切需要具有国际先进水平和更加详尽的测风计划实施导则。美国国家可再生能源实验室(NREL)在总结实践经验的基础上，组织编写了《风能资源评估手册》，自1997年出版发行以后受到各国从事风力发电人士的普遍欢迎，成为制定有关规范的重要参考文献。中国国家标准GB/T18709-2002《风电场风能资源测量方法》和GB/T18710-2002《风电场风能资源评估方法》，以及国家发展和改革委员会“发改能源[2003]1403号”文件中下发的《风电场风能资源测量和评估技术规定》中，也将《风能资源评估手册》作为其重要参考文献。为了更好地贯彻国家的有关风资源测量和评估的规定，准确地遵循国家相关的标准，提高中国工程技术人员测量和评估风能资源的水平，满足风电场建设高速发展的需要，在世界银行亚洲替代能源项目（ASTAE）的大力支持下，《风能资源评估手册》完成了中文稿的翻译工作，并在中国进行广泛宣传推广，以促进中国风能开发利用工作的顺利开展。此项工作由中国水电工程顾问集团公司施鹏飞、易跃春、谢宏文、王霁雪等负责翻译，杨喜峰负责校对，并经中国气象科学研究院朱瑞兆研究员审核完成的，由中国农业机械工业协会风力机械分会负责编辑印刷和宣传发行。《风能资源评估手册》的翻译工作，还得到了世行NoureddineBerrah先生,RichardSpencer先生、王晓东女士及世行咨询专家苗红女士等的大力支持和帮助，在此特别致谢。为了便于查阅，译者在书末补充了一个缩写表和英制单位符号表。读者在阅读过程中如发现有不妥之处，敬请批评指正。风能资源评估手册1前言《风能资源评估手册》是根据美国国家可再生能源实验室（NREL）的子合同（TAT-5-15283-01）编制的。NREL是美国能源部的国家实验室，根据合同DE-AC36-83CH10093由中西部研究院管理。本手册中的许多资料来源于为编制《U*WRAP手册》所作的准备工作。在“电力部门风能资源评估项目（U*WRAP）”的支持下，由AWS科学公司编写了《U*WRAP手册》，分发给感兴趣的各地电力部门。《U*WRAP手册》的成功，促使风能界编写一本面向公众的类似手册。为满足这个要求，NREL与AWS科学公司签订合同，由其编写一本《风能资源评估手册》，适合于要求实施正规风能资源测量计划的任何组织或个人。本手册的主要作者为AWS科学公司的BruceH.Bailey和ScottL.McDonaid。参与编写的作者还有AWS科学公司的DanielW.Bernadett，MichaelJ.Markus和KurtV.Elsholz。2风能资源评估手册致谢本手册批准前经过了广泛的审阅，作者对那些花费很多时间和精力认真复审重要章节并提出宝贵意见，从而进一步提高本手册质量的专家们深表谢意。这些专家是MarcSchwartz,DennisElliott,DaveBlittersdorf,KenCohn,RichSimon,JackKline,VaughnNelson和KenStarcher。特别感谢DonnaBaker的支持。作者也感谢下列支持“电力部门风能资源评估项目（U*WRAP）”的人士：能源部的RonLoose；国家可再生能源实验室的BobThresher,SueHock和MarcSchwartz；爱迪生电气研究所的CharlesLinderman；电力研究院的EarlDavis；ElectrotekConcepts公司的RobertPutnam。风能资源评估手册3目录中文版前言…………………………………………………………………………………………………iii前言…………………………………………………………………………………………………iv致谢………………………………………………………………………………………………………v第1章简介………………………………………………………………………………………………11.1各章节概述………………………………………………………………………………………2第2章风能资源评估计划的指导原则………………………………………………………………42.1方法和目标………………………………………………………………………………………42.2测量计划…………………………………………………………………………………………52.3监测策略…………………………………………………………………………………………52.4质量保证计划……………………………………………………………………………………62.5监测持续时间和数据完整性……………………………………………………………………6第3章测风系统选址……………………………………………………………………………………73.1对已有风能资源数据的利用……………………………………………………………………73.2地形标志物……………………………………………………………………………………103.3场址考察和分级排序…………………………………………………………………………113.4测风塔的定位…………………………………………………………………………………113.5土地租用和使用许可…………………………………………………………………………12第4章测量参数………………………………………………………………………………………134.1基本参数………………………………………………………………………………………134.2可选参数………………………………………………………………………………………144.3记录参数和采样间隔…………………………………………………………………………154.4风电场址分级的补充参数……………………………………………………………………15第5章测站设备………………………………………………………………………………………175.1基本传感器……………………………………………………………………………………175.2可选传感器……………………………………………………………………………………205.3数据采集器……………………………………………………………………………………225.4数据存储设备…………………………………………………………………………………225.5数据传输设备…………………………………………………………………………………235.6电源供应………………………………………………………………………………………245.7塔架和传感器支撑构件………………………………………………………………………255.8电缆……………………………………………………………………………………………265.9接地和防雷保护………………………………………………………………………………265.10测量系统的准确性和可靠性…………………………………………………………………284风能资源评估手册目录第6章测站安装…………………………………………………………………………………………306.1设备采购………………………………………………………………………………………306.2设备验收测试和现场准备……………………………………………………………………306.3安装队伍………………………………………………………………………………………326.4安全……………………………………………………………………………………………326.5确定真北方向…………………………………………………………………………………336.6测风塔安装……………………………………………………………………………………336.7传感器和设备的安装…………………………………………………………………………356.8现场调试………………………………………………………………………………………386.9文档记录………………………………………………………………………………………39第7章测站的运行与维护………………………………………………………………………………417.1现场检查………………………………………………………………………………………417.2运行和维护程序………………………………………………………………………………427.3文档记录………………………………………………………………………………………447.4设备功能检查…………………………………………………………………………………447.5备品备件清单…………………………………………………………………………………45第8章数据采集与处理…………………………………………………………………………………498.1原始数据储存…………………………………………………………………………………498.2数据采集………………………………………………………………………………………508.3数据采集频率…………………………………………………………………………………518.4数据保护与存储………………………………………………………………………………518.5文档记录………………………………………………………………………………………52第9章数据验证、处理和报告…………………………………………………………………………549.1数据验证的方法………………………………………………………………………………559.2数据处理和报告………………………………………………………………………………599.3质量保证报告…………………………………………………………………………………62第10章测风工作的成本和人工需求…………………………………………………………………6910.1成本和人工估计………………………………………………………………………………6910.2对员工配置的建议…………………………………………………………………………70附录A风能资源评估设备厂商通讯录…………………………………………………………………72附录B参考书目…………………………………………………………………………………………73附录C缩写表和英制单位………………………………………………………………………………75风能资源评估手册5插图、表格和表格格式目录插图