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发表于 2010-6-4 23:24:26
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来自: 中国江苏南京
风能资源统计与计算——年平均风速: h0 H8 E/ c9 z3 U6 R; d E1 }' K x7 k+ k
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。* V* ~0 |+ O g% n0 C2 d4 ]
风速的威布尔分布函数为:
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) T. P+ n0 ]' H2 {; T4 a, 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200~250W/m2,相当于风力发电机组满功率运行的时间在2000h~2500h,从经济分析来看是有益的。1 N" m; Q: V% j; D6 ?7 o! Q4 ?
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。; w6 h! P/ v/ N$ V( [/ U
风能资源统计与计算——威布尔(Weibull)分布3 ^0 T9 r* O; m3 |* H5 r( {9 I! k
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。4 p o5 O; B: z7 ^; K7 S/ K8 ?
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。 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。
" y8 ~! G% }* f2 _8 `0 b; [5 b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 % s) u5 M; B0 S& [' G$ K
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。
, s) q& q+ y/ `, ]- J' ~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。 % n; e" g f: i+ ]1 C# z0 u2 T
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
6 }9 k6 \6 w( G( f" n9 W压低,空气密度低。 : \5 s# F) O' `0 _3 t! [. k
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 |
3 o2 S) Q( E: ~% I% L | -20 | -4 | 1.395 | # c- \* n5 v4 {0 ]& W
| -15 | 5 | 1.368 |
/ @- F8 r% w9 B& R! m | -10 | 14 | 1.342 | 2 G! M7 h- r: c0 e( A4 X1 Q
| -5 | 23 | 1.317 |
5 R$ N& e9 x1 R/ ~! b6 s/ }, R | 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 |
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