DB34/T 1919-2013 风能资源评估技术规范

ICS07.060

A47

备案号：38580-2013DB34

安徽省地方标准

DB34/T1919—2013

风能资源评估技术规定

Technicalspecificationforwindenergyresourceassessment

2013-07–29发布2013-08-29实施

安徽省质量技术监督局发布

DB34/T1919—2013

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由安徽省气象标准化技术委员会提出并归口。

本标准主要起草单位：安徽省气候中心。

本标准主要起草人：鲁俊、陶寅、何冬燕、卢燕宇、王峰。

I

DB34/T1919—2013

风能资源评估技术规定

1范围

本标准规定了评估风能资源应收集参证气象站观测数据、风电场测风塔观测数据的要求和处理方

法、主要风能参数的计算方法、10m～70m高度风能资源评估的判据、风能资源评估报告的内容和格

式。

本标准适用于风电场风能资源评估。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T18709风电场风能资源测量方法

GB/T18710-2002风电场风能资源评估方法

GB50009-2012建筑结构荷载规范

QX/T37-2005气象台站历史沿革数据文件格式

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

平均风速averagewindspeed

给定时间内瞬时风速的平均值，给定时间从几秒到数年不等。

3.2

风功率密度windpowerdensity

与风向垂直的单位面积中风所具有的功率，单位：w/m2。

3.3

风能密度windenergydensity

在设定时段与风向垂直的单位面积中风所具有的能量，单位：w·h/m2。

3.4

最大风速maximumwindspeed

10min平均风速的最大值，单位：m/s。

1

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3.5

极大风速extremewindspeed

瞬时风速的最大值，单位：m/s。

3.6

风切变windshear

风速在垂直于风向平面内的变化。

3.7

风切变幂律powerlawforwindshear

风速随离地面高度以幂定律关系变化的数学式。

3.8

风切变指数windshearexponent

描述风速剖面线形状的幂定律指数。

3.9

湍流强度turbulenceintensity

风速的标准偏差与平均风速的比率。

注：用同一组测量数据和规定的周期进行计算。

3.10

轮毅高度hubheight

从地面到风轮扫掠面中心的高度，单位：m。

4数据要求

4.1参证气象站要求

4.1.1参证气象站的选定

满足以下4个条件的邻近气象（台）站可作为风电场序列延长的参证气象站：

a)具有20年以上规范的测风记录；

b)测风环境基本保持长年不变或具备完整的台站搬迁测风对比观测记录；

c)在有效风速区间内（平均风速3～25m/s），与风电场测风塔相关性较好，两序列的相关关系

能通过0.05信度的显著性检验；

d)与风电场测风塔的气候特性、地形特征应相似。

4.1.2测风沿革要求和格式

参证气象站的测风沿革要求和格式，具体可参考QX/T37-2005。

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DB34/T1919—2013

4.1.3参证气象站资料的收集和处理

4.1.3.1资料收集

应收集台站以下资料：

a)风速：与测风塔观测同期的逐时风速序列，近30年风自记信息化的风速资料，历年最大、极

大风速序列，测站环境和仪器变更时的对比观测记录或分析报告；

b)风向：与测风塔观测同期的逐时风向序列，近30年风自记信息化的风向资料；

c)气温：与测风塔观测同期的逐时气温序列，近30年逐时气温序列；

d)气压：与测风塔观测同期的逐时气压序列；

e)水汽压：近30年逐时水汽压序列；

f)相对湿度：近30年逐时相对湿度序列；

g)近30年的雷暴、积冰、沙尘暴、冻土深度、积雪深度等观测资料。

4.1.3.2资料处理

台站资料做如下处理：

a)风速：统计历年逐月平均风速、年平均风速、年最大风速和年极大风速及其发生的时间和风向；

b)风向：累年风向玫瑰图、与测风塔观测同期的年、各月风向玫瑰图；

c)气温：统计历年逐月平均气温、最高温度、最低温度；历年逐时气温低于-10℃累计小时数；

d)气压：统计历年逐月平均气压；

e)空气密度：计算累年各月空气密度。

4.2风电场测风数据

4.2.1应按照GB/T18709的要求进行测风，获取风电场测风塔的风速、风向、气温、气压和标准偏

差的实测时间序列数据，最大和极大风速及其风向和出现时间。必要时可增加观测水汽压或相对湿度。

4.2.2应提供的资料和记录：测风塔的经纬度、海拔高度，经过国内气象部门出具的各层测风仪器的

标定证书和公式（在标定证书有效期内），塔址周边地形地貌照片，发生观测仪器故障的详细原因和修

复记录。

4.2.3现场测量应连续进行，不少于一年。不应对现场采集的原始数据删改或增减。

5数据处理

5.1总则

测风数据处理包括对风电场测风数据的验证、订正，并计算评估风能资源所需要的参数。

5.2数据验证

5.2.1数据检验

5.2.1.1完整性检验

数据完整性应满足以下要求：

a)时间序列：数据的时间序列应符合预期的开始、结束时间，中间应连续。连续缺测时间不应超

过全年数据量的0.5％，约2天；

b)数据数量：获取的原始数据总量不得少于年度应观测完整的数据总量的95％。

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DB34/T1919—2013

5.2.1.2极值检查

极值范围如下：

——风速：0m/s～90m/s；

——风向：0°～360°；

——气温：-60℃～60℃；

——相对湿度：0～100％；

——气压：500hPa～1100hPa。

5.2.1.3一致性检验

风速风向要求如下：

——风速：|V50-V30|<4.0m/s且|V50-V10|<8.0m/s且|V70-V50|<2.0m/s；

——风向：|D50-D30|<30°或|D50-D30|>330°或V50≤0.2m/s或V30≤0.2m/s(即有一高度为静

风)，|D70-D50|<30°或|D70-D50|>330°或V70≤0.2m/s或V50≤0.2m/s(即有一高度为静风)。

注：V（风速）和D（风向）的下标分别为参考高度，在数据超出范围时应根据当地风况特点加以分析。

5.2.1.4趋势性检验

趋势性要求如下：

——1小时平均风速变化<6.0m/s；

——1小时平均气温变化<5℃；

——3小时平均气压变化<1kPa。

5.2.1.5相关性检验

——日极大风速≥日最大风速，逐时风速≤日最大风速。

——在同一天气背景下，气温、气压等要素的变化与邻近气象站点的同一要素的变化趋势须一致。

5.2.2不合理数据和缺测数据的处理

5.2.2.1检验后列出所有缺测的数据和不合理的数据及其发生的时间。

5.2.2.2对不合理数据再次进行判别，挑出符合实际情况的有效数据，回归原始数据组。

5.2.2.3将备用的或可供参考的传感器同期记录数据，经过分析处理，替换已确认为无效的数据或填

补缺测的数据。

5.2.2.4计算测风有效数据的完整率，有效数据完整率应达到90％。有效数据完整率计算公式，见

GB/T18710-2002公式（1）。

5.2.3验证结果

经过各种检验，剔除掉无效数据，替换上有效数据，整理出不少于连续一年的风电场实测逐小时风

速风向数据，订正后的有效数据完整率应达到98％以上。

编写数据验证报告，对确认为无效的数据应注明事故原因、维修记录、现场照片、塔址周边地形地

貌照片等，替换的数值应注明来源。

5.3数据订正

5.3.1插补订正

应满足以下要求：

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DB34/T1919—2013

a)同一观测点缺测数据量小于应统计时段样本数的30％时，并且用于插补订正的参照点同期观

测数据与缺测时段处于同一主导风向时段；

b)插补点与参照点同期观测数据相关显著，两序列的相关关系能通过0.05显著性检验。

5.3.2参照观测点（层）选

根据优先顺序，按以下原则选取：

a)与缺测点（层）同一座观测塔的其它观测层记录；

b)位于缺测点附近地区，并且地形特征相似的观测塔的记录；

c)与缺测点相关性较好（至少要通过0.05信度的显著性水平检验）的其它观测站。

注1：对于最大和极大风速，利用参照点风速进行插补订正时，还要求相关系数在0.85以上；

注2：若某日被订正层有效逐时数据超过40％（不少于10个），则保留原有日极大风速和日最大风速。

5.3.3参照资料

选取与缺测时段内主导风向相同的相关显著的测点观测数据，作为插补订正的参照数据。

5.3.4风速订正

5.3.4.1廓线法

如同一塔上同一观测时刻某层缺测而其它层观测数据完整，并且风速垂直变化较平稳时，建议选取

廓线函数拟合风速垂直分布参数，然后对缺测层的数据进行插补订正。

5.3.4.2相关比值法

利用相关比值法进行风速订正时，宜按季节或风向进行分类订正。在满足5.3.2和5.3.3条件时，

缺测点风速y与参照观测点风速x之间将构成以下关系：

y

xkbxa)(................................(1)

x

式中：

a——经验系数；

b——经验系数。

5.3.5风向订正

将参照点同期风向记录直接移植到缺测点必须满足以下条件之一：

a)参照点与缺测点处于同一观测塔，并且两层的风向吻合率在80％以上；

b)缺测点和同一风电场参照点（测风塔或气象台站）的海拔高度、坡向、海岸线走向、周边障碍

物等均相似。

注：一般视相差0-2个风向方位（即风向角度差≤45°）为风向吻合。

5.3.6长年代风速序列延长

风速序列订正的方法见附录A。

5.3.7长年代气温、气压订正

缺测插补和延长订正均采用线性相关法，可参考GB/T18710。

5.4数据处理

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DB34/T1919—2013

5.4.1平均风速和风功率密度

——月平均、年平均风速；各月同一钟点(每日0点～23点)平均、全年同一钟点平均。

——风功率密度的计算方法见附录B.1。

5.4.2风速和风能频率分布

以1m/s为一个风速区间，统计每个风速区间内风速和风能出现的频率。每个风速区间的数字代

表中间值，如5m/s风速区间为4.6m/s～5.5m/s。

5.4.3风向频率及风能密度方向分布

计算出在代表16个方位的扇区内风向出现的频率和风能密度方向分布。

风能密度方向分布为全年各扇区的风能密度与全方位总风能密度的百分比，风能密度的计算方法见

附录B.5。

5.4.4风切变指数

推荐用幂定律拟合，风切变幂律公式和风切变指数的计算方法见附录B.6。

如果没有不同高度的实测风速数据，风切变指数a取1/7（0.143）作为近似值。

高山地区或其他地形复杂区域的风切变指数一般很小甚至为负值，可以不做风切变指数订正。

5.4.5湍流强度

5.4.5.1湍流强度的计算方法

见附录B.4。

5.4.5.2逐小时湍流强度

逐小时湍流强度是以1h内最大的10min湍流强度作为该小时的代表值，计算方法见附录B.7。

5.4.6威布尔分布参数

威布尔分布参数的的计算方法见附录B.8。

5.4.7数据报告格式

订正后的风况数据报告格式参见附录C。

6风能资源图表和风能资源评估参考判据

6.1编制风能资源图表

风能资源图表编制要求，详见附录D。

6.2风能资源评估的参考判据

6.2.1风功率密度等级

风功率密度等级见表1。其中，不同高度的年平均风速参考值是按风切变指数为1/7推算的，海

拔高于1千米及其他地形复杂区域以实测为准；对于同一高度有两个测风仪器的，分析测风塔杆对风

速仪的塔影效应，选取数据有效完整率较高、受塔影效应较小的观测值进行计算和评估。

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DB34/T1919—2013

表1风功率密度等级表

风功率10m高度30m高度50m高度70m高度

密度风功率密年平均风风功率密年平均风速风功率密年平均风风功率密年平均风

等级度（W/m2）速（m/s）度（W/m2）（m/s）度（W/m2）速（m/s）度(W/m2)速（m/s）

1<1004.4<1605.1<2005.6＜2305.8

2100～1505.1160～2405.9200～3006.4230～3456.7

3150～2005.6240～3206.5300～4007.0345～4607.4

4200～2506.0320～4007.0400～5007.5460～5757.9

5250～3006.4400～4807.4500～6008.0575～6908.5

6300～4007.0480～6408.2600～8008.8690～9209.2

7400～10009.4640～160011.0800～200011.9920～230012.4

6.2.2风向频率及风能密度方向分布

风电场内机组位置的排列取决于风能密度方向分布和地形的影响。按照风能玫瑰图上的主导风向，

或两个方向接近相反的主风向，风电机组排列垂直于主风向和主风能方向。在山区，主风向与山脊走向

垂直时，风机须立在山脊。

6.2.3风速的日变化和年变化

用各月的风速(或风功率密度)日变化曲线图和全年的风速(或风功率密度)日变化曲线图，与同期的

电网日负荷曲线对比；风速(或风功率密度)年变化曲线图，与同期的电网年负荷曲线对比。

6.2.4湍流强度

湍流强度值见表2。

表2湍流强度值

湍流强度值湍流程度

≤0.10较小

0.10～0.25中等

>0.25较大

6.2.5风电场气象灾害风险评估

6.2.5.1必须项目

极端风速（最大风速超过40m/s或极大风速超过60m/s以及50年一遇10分钟平均最大风速，

50年一遇10分钟平均最大风速建议采用极值I型分布函数进行计算）、极端低温（气温低于零下20

℃、10℃以及0℃的日数）、雷电、覆冰、暴雨。

6.2.5.2选做项目

积雪、龙卷风、热带气旋。

6.3评估报告格式

风能资源评估报告格式（示例）见附录E。

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AA

附录A

（资料性附录）

风速序列订正的方法

将风电场短期风速订正为代表年风速数据的方法如下:

a)作风电场测站与对应年份的长期测站各风向象限的风速相关曲线。某一风向象限内风速相关曲

线的具体作法是:建一直角坐标系，横坐标轴为长期测站风速，纵坐标轴为风电场测站的风速。

取风电场测站在该象限内的某一风速值(某一风速值在一个风向象限内一般有许多个，分别出

现在不同时刻)为纵坐标，找出长期测站各对应时刻的风速值（这些风速值不一定相同，风向

也不一定与风电场测站相对应），求其平均值作为横坐标即可定出相关曲线的一个点对风电场

测站在该象限内的其余每一个风速重复上述过程，就可作出这一象限内的风速相关曲线对其余

各象限重复上述过程，可获得16个风电场测站与长期测站的风