标准规范下载简介
NB／T 10909-2021 微观选址中风能资源分析及发电量计算方法.pdfICS 27.180 P61
华人民共和国能源行业标
观选址中风能资源分析及发电量计算方
Windenergyresourcesanalysisandoutputcalculationmethods formicrositing
12万吨啤酒生产线配套的污水处理工程施工组织设计NB/T 10909—202
引言· 范围.… 规范性引用文件 术语和定义.…....… 风特性参数分析 4.1基础资料收集…. 4.2数据处理和模型选择 4.3仿真模型检验. 4.4机位点风特性参数分析 发电量计算…… 4 5.2年上网电量计算… 附录A（资料性）分风速段比值法………… 附录B（资料性）大气稳定度计算方法 附录C（资料性）风电场阻塞效应损耗 1 附录D（资料性）损耗和不确定度的建议值…. 12 14
图A.1分风速段拟合曲线1 图A.2分风速段拟合曲线2 图C.1风电场风速分布
表A.1各区间风速信息
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的 规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理，由能源行业风电 标准化技术委员会风电场规划设计分技术委员会（NEA/TC1/SC1）负责具体技术内容的解释。执行 过程中如有意见或建议，请寄送水电水利规划设计总院（地址：北京市西城区六铺炕北小街2号，邮 编：100120)。 本文件起草单位：北京金风科创风电设备有限公司、北京鉴衡认证中心有限公司、中国电建集团 西北勘测设计研究院有限公司、中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司、华润电力技术研究院有 限公司、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、中国广核新能源控股有限公司、西安特变电工 电力设计有限责任公司、中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司、华电电力科学研究院有限公 司、协合新能源集团有限公司、中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司、中国三峡新能源 （集团）股份有限公司、国家电投集团风电产业创新中心电力气象研究所。 本文件主要起草人：曹贝、韩东、蔡继峰、王丹丹、刘鑫、覃荣君、宁洪涛、许路石、梁会森、 赵志朋、邹敏、马东、郭豪、郭勤文、吕宙安、徐栋、马文通、张兰君、鞠苏荣、郭辰、房杰、常春 喜、李太安、杨长峰、刘钊、臧光逵、薛浩宁、胡高硕、范翔民、罗志勇、王艳会。
NB/T 10909—2021
风能资源及发电量是风电场工程微观选址中重要的评价指标，也是风电场工程投资分析和风电机 组设计的重要依据。 为了规范微观选址中风能资源分析及发电量计算方法，根据《国家能源局综合司关于下达2018 年能源领域行业标准制（修）订补充计划（第二批）的通知》（国能综通科技（2018）100号）的要 求制定本文件。
微观选址中风能资源分析及发电量计算方法
微观选址中风能资源分析及发电量计算方法
本文件规定了风电场微观选址中风电机组点位处风特性参数分析方法和风电场年上网电量计算 方法。
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T18451.1风力发电机组设计要求 GB/T18710风电场风能资源评估方法 GB/T51096风力发电场设计规范 NB/T10103风电场工程微观选址技术规范 NB/T31147风电场工程风能资源测量与评估技术规范
大气稳定度atmosphericstability 近地层周围大气使其垂直方向上受扰动的气块返回或远离起始位置的趋势和程度。 3.2 阻塞效应blockingeffect 风电机组自身及邻近风电机组在运行时产生的除尾流影响外对气流的阻挡作用，导致风速在风电 场范围内及其周边降低。
风特性分析应收集本风电场的气象数据、测风数据、地形图和风电机组资料，且应符合 0103的要求。宜收集相邻风电场风电机组的布置及风电机组资料
4.2数据处理和模型选
4.2.1.1测风数据处理应符合NB/T10103的要求。测风塔数据时间序列文件中
NB/T 10909—2021
高度与拟安装风电机组的轮毂高度不一致时，宜推算至拟安装风电机组轮毂高度处。风速宜按照测风 塔风切变拟合值进行推算，风速标准偏差宜采用下层最接近轮毂高度通道的结果，风向应选择代表性 较好的通道数据。 当地形复杂或3m/s以
地形数据和粗糙度数据应符合NB/T10103的要求，地形数据处理时宜考虑施工后地形变化造月 2
4.2.3.1简单地形风电场风能空间分布分析可采用线性流体力学模型，复杂地形风能空间分布分析 应采用经验证的非线性流体力学模型。 4.2.3.2当现场实测数据包含两层及以上的温度和气压数据时应进行大气稳定度的校验计算，大气 稳定度计算方法见附录B，仿真模型中大气稳定度的值应根据实际计算结果和模型特征进行调整，使 仿真风廊线与实测风廊线拟合结果相吻合。当无实测两层及以上温度数据时，宜根据当地大气稳定度 资料、中尺度数据和风况条件综合确定大气稳定度。 4.2.3.3当测风塔和风电机组位于障碍物高度20倍距离内时，流场仿真应包含障碍物的影响。对于 障碍物的判断和处理应符合NB/T10103的规定
4.2.4.1尾流模型的选择应综合考虑风电场的规模、地形条件和大气稳定度等因素。 4.2.4.2尾流影响范围应包含不低于被分析机组叶轮直径20倍范围内的所有风电机组，大型平坦地 形的风电场宜在此基础上扩大范围。
4.3.1仿真模型检验应根据实际测风数据进行垂直外推检验和水平外推检验。 4.3.1.1垂直外推检验应通过对比测风点处模拟的风廊线和实测风廊线进行。当垂直外推和实测平 均风速差异不高于5%时，可认为风参数符合度较高。否则宜依据实测风廊线对模型进行调整优化。 4.3.1.2水平外推检验可采用两个测风点交叉互推的方法，通过对比被推算测风点处同一高度的模 拟风参数和该测风点实测统计风参数判断模型水平外推的精度。对比的风参数包括年平均风速、湍流 强度和风向分布。当测风点实测值与模拟值的年平均风速差异不高于5%，湍流强度期望值和主风向 无显著差异时，可认为风参数符合度较高。 4.3.2当模型符合度较低且无法通过模型修正达到要求时，应在不确定度计算时考虑提高模型因素 的不确定度取值。
4.4机位点风特性参数分析
应计算风电机组轮毂高度处代表年风速的威布尔分布的尺度参数A和形状参数k。不符合威布
应给出轮毂高度处的实际风频分布，风速区间间
4.4.3.1应计算各机位点轮毂高度处每个风速区间湍流的纵向分量，计算方法应符合GB/T 18451.1的要求，风速区间应不大于2m/s。 4.4.3.2湍流强度计算结果对应的风速范围应至少包含0.2倍～0.4倍的参考风速以及风电机组0.6 倍～1.6倍额定风速的范围。 4.4.3.3复杂地形下的湍流强度应考虑地形对湍流结构的影响，给出各机位处的湍流三向比例或对 湍流的纵向分量值进行修正。计算方法应符合GB/T18451.1的要求。 4.4.3.4应对各扇区湍流强度进行合成，给出Wohler曲线指数从1到12的结果。计算方法应符合 GB/T18451.1的要求。
应计算机位点处垂直方向上整体风切变，该值宜根据机位点处各扇区风切变与风电机组有效风速 段的风能占比进行加权平均计算。宜给出不同扇区和不同月份的风切变
4.4.5.1极限风速计算方法应符合GB/T18710和NB/T31147的要求。 4.4.5.2应计算年极限风速最大值的变异系数（COV）并对极限风速进行修正，修正方法应符合 GB/T18451.1的要求。 4.4.5.3机位点轮毂高度处的极限风速应根据测风塔处结果通过流体模型外推至风电机组轮毂高度 处。当测风高度与轮毂高度不一致时，可使用测风数据中风速最高的前0.1%样本拟合出的风切变外 推至轮毂高度处。 4.4.5.4当存在热带气旋、严重下坡风或其他极端天气时，应分析使用短期现场实测数据的不确定 性。受热带气旋影响地区的极限风速可参考GB/T18451.1中的蒙特卡洛法进行热带气旋的预测，最 终得到混合气候条件下的极限风速。
4.4.6.1应计算风电机组轮毂中心高度处平均人流角。平均人流角应通过计算各扇区的人流角并根 据各扇区风能占比进行加权平均计算，宜给出不同扇区的人流角。 4.4.6.2当无实测数据时，平均人流角可根据地形倾角或仿真软件模拟并结合各扇区风能占比进行 加权平均计算。
.4.7.1测风塔处的空气密度应通过现场测风塔实测气温和气压数据经过代表年订正后计算， 算至轮毂高度处。 .4.7.2风电场机位点轮毂高度处的空气密度应基于测风塔处的空气密度根据海拔高度差推算 .4.7.3当无实测数据时，宜根据参证气象站数据通过海拔高度差推算至风电场机位点处。
机位点处的气温应基于测风塔处的实测气温根据海拔与气温的关系进行推算。当无实测数据 宜根据参证气象站数据推算。
5.1年理论发电量计算
5.1.1年理论发电量的计算应符合GB/T51096的要求。当轮毂高度处的风速不满足威布尔分布时， 应采用实际风频分布计算，风速区间间隔不宜大于0.5m/s。 5.1.2计算年理论发电量采用的功率曲线应为符合现场湍流强度、空气密度和风切变等环境条件的 动态功率曲线或根据现场环境条件修正的测试功率曲线。
风电场年上网电量的计算应包含损耗计算和不确定度计算
5.2.2.1损耗计算宜包含尾流损耗、阻塞效应损耗、机组可利用率损耗、机组性能损耗、电气损耗、 环境影响损耗、限电损耗、其他损耗等内容。 5.2.2.2尾流损耗应计算处于上风向的风电机组对下风向风电机组尾流影响导致的发电量损耗，包 含风电场内部机组之间影响、外部风电场影响以及规划风电场可能造成影响的损耗。 5.2.2.3当平坦地形风电场中的被分析机组周围机组超过5排或邻近存在其他风电场时，宜考虑阻 塞效应导致的风电场内部的风速降低而带来的发电量损耗，风电场阻塞效应损耗见附录C。 5.2.2.4机组可利用率损耗应包含机组运行寿命内由于故障和部件失效等原因造成的发电量损耗。 配套电气设备可利用率损耗宜考虑箱变、升压站和集电线路在故障以及极端环境条件影响下的不可用 状态带来的发电量损耗。 5.2.2.5机组性能损耗应包括由于风电机组功率曲线的设计或测试环境条件与风电场实际运行环境 条件之间的差异导致功率曲线偏差带来的发电量损耗，由于风电机组控制系统设置误差、偏航误差、 传感器误差等非最优运行状态导致的发电量损耗，以及风电机组在高风速切出再切人之间的额外停机 而造成的发电量损耗。 5.2.2.6电气损耗应包含风电场内电气设备运行时由于集电线路、电气设备等引起的发电量损失以 及厂用电损耗。 5.2.2.7环境影响损耗应包含风电场所处特殊环境条件和自然环境变化所引起的发电量损耗，如高 温和低温引起的风电机组性能下降或停机，冰冻环境造成的风电机组性能下降或停机，极端天气如雷 暴和冰霍等引起的非正常停机，风电场周围环境变化如建筑物增多、植被高度变化等引起的风速 下降。 5.2.2.8限电损耗应包含由于噪声、光影、载荷控制等问题引起的扇区管理以及电网限电等因素引 起的发电量损失。 5.2.2.9其他损耗宜考虑其他因素可能带来的发电量损耗。
5.2.3不确定度计算
3.1.1测量不确定度包括测风设备和测风数据质量所引起的不确定度。 3.1.2测风设备的不确定度可分成由风速仪导致的不确定度和测风塔安装导致的不确定度。 测风设备不确定度相关信息时，测风设备导致的不确定度按表1选取，并根据公式（1）计算涉
式中：U一一测风设备的不确定度； U.1—风速仪导致的不确定度； U,2—测风塔安装导致的不确定度。
NB/T 10909—2021
U=√U².+U².2
表1 测风设备导致的不确定度
5.2.3.1.3测风数据质量的不确定度是指缺测或无效数据引起数据缺失造成的不确定度，可根据缺 测数据的缺测时长以及缺测数据与用以插补的参照数据之间的相关系数，参考表2选取不确定度 数值
空间外推不确定度取决于流体模型的类型、模型的设置参数以及现场的实际大气条件。 在中性大气条件下西部开发省际公路通道重庆绕城公路土建工程施工组织设计，空间变化引起的不确定性范围分布在简单地形的1%～2%到非常复杂 的10%以上。此范围在强稳定或非稳定条件下可能会增加，增加程度取决于流体模型对稳定 致感程度。
5.2.3.3风速垂直外推不确定度
宜将一个或多个高度的风速垂直外推至轮毂高度处。若缺少轮毂高度的测风数据，宜根据已有测 风数据拟合切变对风速进行垂直外推。 若测风塔测风高度包含轮毂高度，则垂直外推不确定度取值为0。 垂直外推的误差主要取决于外推高度、地形复杂度、周边植被以及风切变大小，建议取值为0~ 6% [2]
限电影响不确定度宜根据项目情况确定
5.2.3.5历史风能资源不确定度
历史风能资源的不确定度来自于参考站点数据的长度、特性、与风电场数据的相关性和代表性。 使用中尺度数据进行历史风能的计算时不确定度取值宜在1%～6%之间。 5.2.3.6未来气候变化的不确定度 未来气候变化的不确定度包括未来气候变化以及机组对变化的敏感性墩柱钢筋加工及安装施工方案，可根据长期参考数据进行 估算，合并取值宜为1%~10%]
发电量计算总不确定度宜按公式（2）计算，其中风速测量、空间外推、垂直外推等环节的不确 定度应从风速对应的不确定度通过敏感系数S；按照公式（3）转化为相对发电量的不确定度，敏感系 数的计算方法见公式（4）。