[发明专利]一种利用Globcover土地覆盖数据评估风电场风能资源的方法

说明书

技术领域

本发明属涉及一种评估风电场风能资源的方法，具体涉及一种利用Globcover土地覆盖数据评估风电场风能资源的方法。

背景技术

地表粗糙度是边界层气象学中的一个重要参数。根据空气动力学定义，地表粗糙度是指近地层风速递减到零时的高度。风电场风能资源评估领域常用“土地类型划分法“估算地表粗糙度，即根据不同的土地覆盖类型划分不同的地表粗糙度的对应关系。按“欧洲风能图谱方案”，土地覆盖类型分为水面、草地、农田、森林、城市等9种不同的类型，对应的地表粗糙度分别从0.0002～1.6m。

地表粗糙度的大小对于风电场风能资源评估工作有着重要影响。例如地面500m高度处自由流风速均为10m/s，若地表粗糙度为0.0002m时，则70m高度处风速约为8.7m/s；若地表粗糙度为1.6m时，则70m高度处风速约为6.7m/s；两种情况下70m高度处风速差超过了20％，带来风电机组的发电量差可达40％。因此准确估算地表粗糙度是提高风电场风能资源评估工作精确度与准确度的关键因素之一。

现有的对风电场风能资源的评估技术的缺点在于只能适用于地形平坦、地貌均一的小型风电场。对于地形崎岖、地貌多变的大型风电场，由于现场踏勘工作受到时间、成本、精力、装备等因素的制约，踏勘的范围受到较大的限制，不能覆盖整个场址，因此采集的地形地貌信息不全，也不能全面、完整地反映整个场址的地形地貌情况，据此估算场址的地表粗糙度分布情况也会存在一定程度上的失真，最终用于风电场风能资源评估也会带来存在较大的误差。

目前在利用Globcover土地覆盖数据评估风电场风能资源方面，还没有相关成果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种误差较小、准确度较高的利用Globcover土地覆盖数据评估风电场风能资源的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种利用Globcover土地覆盖数据评估风电场风能资源的方法，：包括以下步骤：

步骤一，获取风电场场址范围的Globcover土地覆盖数据，绘制土地覆盖类型分布图；

步骤二，根据Globcover土地覆盖类型与地表粗糙度的对应关系，将步骤一得到的土地覆盖类型分布图转换为地表粗糙度分布图，估算出场址的地表粗糙度分布情况；

步骤三，使用风资源评估软件载入现场测风塔实测的风况数据、场址的等高线地图及步骤二得到的地表粗糙度分布图，进行外推模拟得到场址任意位置的风况数据；

步骤四，根据步骤三得到的风资源评估软件模拟结果，评估场址内各台风电机组的轮毂高度处的年平均风速、风速频率分布函数及拟合得到的威布尔分布参数c、k值；

步骤五，根据步骤四得到的风电机组的轮毂高度处的威布尔分布参数，结合厂家提供的机组的功率曲线，估算出风电机组的年发电量大小。

本发明步骤二中所述的现场测风塔的风况数据应包括多个垂直高度风速、风向的时间序列，若附近存在相关性较好的长期气象数据，可利用长期数据将测风塔的短期数据进行订正到代表年，以消除大/小风年波动影响；场址的等高线地图由现场测绘制作完成，等高线间隔一般为1m或2m。

步骤四中的威布尔分布参数c、k值的计算方式如下：

平均风速

v‾=Σi=1nvi---(1)]]>

其中：n—设定时段的记录数；v_i—第i记录的风速值；

威布尔分布f(v)的表达式为：