风能资源术语

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国家标准 GB/T31724一2015 风能资源术语 Ierminologiesofwindenergyresource 2015-06-02发布 2016-01-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T31724一2015 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由气象局提出并归口 本标准起草单位;气象局公共气象服务中心、气象科学研究院 本标准主要起草人:杨振斌,袁春红、宋丽莉、朱蓉、薛析、朱瑞兆
GB/T31724一2015 风能资源术语 范围 本标准界定了风能资源常用基本术语和定义 本标准适用于风能资源的测量、计算和评估,以及风能资源的开发利用等相关领域 术语和定义 2.1 气温airtemperature 表示空气冷热程度的物理量 注:改写QX/T50一2007,定义3.1 2.2 平均气温 eanairtemperature -定时段内气温的平均值 2.3 meanairt 日平均气温daily temperature -天24h的平均气温 2.4 最高气温maximumairtemperature -定时段内气温的最高值 [QXx/T50一2007,定义3.7] 2.5 最低气温nminimumairtemperature -定时段内气温的最低值 [QX/T502007,定义3.8 2.6 平均最高气温meanmaximmumairtemperature -定时段内最高气温的平均值 平均最低气温meanminimmumairtemperature -定时段内最低气温的平均值 2.8' 极端最高气温 extrememaximumairtemperature -定时段内最高气温的最大值
GB/I31724一2015 2.9 极端最低气温extreeminimumairtemperature -定时段内最低气温的最小值 2.10 气压 aumphre presSure 大气的压强 通常用单位横截面积上所承受的垂直气柱的重量表示 [QX/T492007,定义3.1] 2.11 水汽压vapourpressure 空气中水汽部分作用在单位面积上的压力 [Qx/T50一2007,定义3.3] 2.12 饱和水汽压 saturationvapourpressure -定的温度和气压下,湿空气达到饱和时的水汽压 [QX/T502007,定义3.4] 2.13 相对湿度relativehumidity 空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比,以百分数(%)表示 --207,定义3.习 [CQX/T50一 2.14 风 wind 空气的流动现象,其定量描述以矢量表达,通常用风向和风速表示 2.15 风向winddireetiom 风的来向 注:风向以角度()为单位,或以十六个方位和静风表示 风向方位与角度对应关系见表1 表1风向方位与角度对照表 方 位 记录符号 中心角度(") 北 0,0 北东北 NNE 22.5 东北 NE 45.0 东东北 ENE 67.5 E 东 90,0 EsE 112.5 东东南 SE 135,0 东南 南东南 SSE 157.5 南 180.0 SSw 南西南 202.5 西南 Sw 225.0
GB/T31724一2015 表1(续 方位 记录符号 中心角度(" wSw 247.5 西西南 w 270,0 西 西西北 wNw 292.5 西北 NW 315,0 北西北 NNw 337.5 角度不定,其风速小于或等于 静风 0.3m/s 2.16 风速windspeed 单位时间内空气移动的水平距离 [Qx/T51一2007,定义3.3 2.17 平均风速 meanwindspeed 在给定时段内风速的平均值 [QXx/T51一2007,定义3.6 2.18 小时平均风速hourlmeawindspeedl 1小时的平均风速 2.19 日平均风速dailymeanwindlspeed -天24小时的平均风速 2.20 月平均风速monthlmeanwindspeed -个月日平均风速的平均值 2.21 年平均风速 annualeanwindspeed -年日平均风速的平均值 2.22 瞬时风速instantaneouswindspeedl 空气的瞬时移动速度,通常指小于3秒钟的平均风速 [QX/T74一2007,定义2.4] 2.23 阵风gust 风速超出平均风速一定程度,短时间内风速或风向改变的现象 2.24 风速日变化diurnalvariationofwindspeed 描述风速在一日内的变化
GB/I31724一2015 2.25 风速年变化 intrannualvariationofwindlspeed 描述风速在一年内的变化. 2.26 风速年际变化interannualvariationofwindspeed 描述风速在不同年之间的变化 2.27 最大风速nmaximumwindspeedl 给定时段内平均风速的最大值 注，给定时段可包括时、日月、年等 最大值的确定方法为,从给定时段内选取任意10分钟的平均风速最大值,作 为该时段的最大风速 2.28 xtremewindspeed 极大风速 给定时段内3秒钟平均风速的最大值 注，给定时段可包括时,日,月,年等 2.29 风向频率winddireetionfreguency 给定时段内某一个风向出现的次数与该时段内所出现的各种风向含静风)的总次数之比,用百分 率(%)表示 注;用极坐标表示各风向出现频率的示意图,也称风向玫瑰图 风向玫瑰图示例参见A.1. 2.30 dominantwinddirection 主导风向 盛行风向 给定时段内出现频率最高的风向 注，给定时段可包括时,日,月,年等 2.31 等效风速egualentwidsped 在标准大气(空气密度1.225kg/m')下服从瑞利分布且具有与实测风速序列相同能量的平均 风速 2.32 风力发电机组windturbinegeneratorsystem;wIs 风电机组 将风的动能转换为电能的系统 [GB/T2900.532001,定义2.1.2] 2.33 轮毅高度风速windlspeedathwbheight 风电机组风轮扫掠面中心离地高度处的风速 2.34 参考风速 referencewindspeed 轮毂高度处50年一遇10分钟平均最大风速 注;用于确定风电机组等级的风速参数 2.35 aedwind 额定风速 rat lspeedl 在稳定无湍流风速时,风电机组达到额定功率输出时轮毂高度处的最低风速
GB/T31724一2015 [IEC61400-1一2005,定义3.40 2.36 切入风速cut-im windspeed 在小于规定的湍流条件下,轮毂高度处风电机组开始输出功率的最低风速 2.37 切出风速 cut-outwindspeed 在小于规定的湍流条件下,轮毂高度处风电机组可以正常输出功率的最高风速 2.38 生存风速 survivalwindspeed 安全风速 风电机组所能承受的最大或极大设计风速 2.39 风切变windsheur 风矢量在特定方向上的空间变化 通常分为水平切变和垂直切变 2.40 风速廓线wind peedprofle 风廓线 风速在垂直方向上的变化形态 注:计算公式参见B.1 2.41 对数律风速廓线logarithmielawforwindspeedprofile 以对数关系描述风速随高度变化的分布曲线,通常适用于均匀下垫面、中性大气层结条件 2.42 指数律风速廓线powerlawforwindspeedprofile 均匀下垫面条件下以幕指数关系描述风速随高度变化的分布曲线 2.43 上风向 upwind 风矢量的相反方向 2.44 下风向 dowwind 风矢量的相同方向 2.45 粗糙度长度roughnesslength 粗糙度 表征下垫面粗糙程度的一个量,代表近地面平均风速(扣除湍流脉动之后的风速)为零处的高度 2.46 湍流强度turbuleneeintensity 表达风速波动性的一个量,以某时段采样风速均方根与平均风速的比值表达 注洲流强度计算公式见B.2. 2.47 风速频率winlspeltre "equeny 给定时段内在每个风速区间里风速出现的频数,以1m/为一个风速区间统计,用百分率(% 表示
GB/T31724一2015 注:每个风速区间统计风速频率时用中间值代表,如用5m/s风速代表4.6m/s5.5m/s区间的风速 2.48 风速概率分布windspeeddistribution 用于描述连续时限段内风速概率分布的分布函数 常使用的分布函数是威布尔分布和瑞利分布 函数 注，威布尔分布函数,瑞利分布函数见B.3 2.49 空气密度airdensity 单位体积的空气质量 洼;空气密度随海拔高度增加而递减 空气密度计算参见B.4 2.50 风能wimdeers 空气运动的动能 2.51 风能频率windenergyfrequeney 给定时段内每个风速区间里具有的风能与该时段内风能总量之比,以1m/s为一个风速区间统计、 用百分率(%)表示 注:每个风速区间统计风能频率时用中间值代表,如用5m/、风速代表4.6m/s~5.5m/s区间的风速 2.52 风能方向频率wimdenerwdirettimreeney 在给定时段内某一个风向下具有的风能与该时段内风能总量之比,用百分率(%)表示 注:用极坐标表示各风向上风能方向频率的示意图,也称风能玫瑰图 风能玫瑰图示例参见A.2 2.53 主导风能方向 dominantwindenergydirection 给定时段内在某风向上风能比重最大的风向 2.54 有效风速小时数availabilityhours 全年测风序列中,风速出现在切人风速和切出风速之间的累计小时数 2.55 风功率密度windpowerdensity 单位时间内气流通过单位垂直投影截面积的风能 注:风功率密度是表征一个地方风能资源多少的一个指标,计算参见B.5 2.56 meanwindpower 平均风功率密度 density 气流在给定时间段内,通过单位垂直截面积上所具有的平均风能 注;平均风功率密度计算公式参见B.6 2.57 风能资源评估windenergresoureeassessment 对某一区域的风能资源多寡、质量和分布状况所做的判断、评价 2.58 风场windsite 进行风能资源开发利用的场地、区域或范围
GB/T31724一2015 [GB/T18709一2002,定义2.1 2.59 风电场windpowerstatiom;windfarm 由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站 [GB/T2900.53一2001,定义2.1.3] 2.60 风功率预测windpowerpredietion 根据风电场气象信息有关数据,利用物理模拟计算和科学统计方法,对风电场风力发电机发电功率 进行的短期预测 2.61 风能资源理论储量 windenergresureetheretiealputential 通过理论分析计算给定区域内某高度上的风能资源总量 2.62 风能资源技术可开发量 windenergyresoureetechniealpotential 在风能资源理论储量基础上,考虑了限制风能资源开发的自然地理,社会和技术因素后的风能资 源量 2.63 uivalentfulloadhours 年等效满负荷运行小时数 annunleq" 风电机组实际年上网发电量折算为风电机组以额定功率运行时所对应的小时数 2.64 理论年发电量grosamalemergyprdletiom 假设风电机组可利用率为10%,利用风电机组功率曲线和轮载高度不同风速频率分布估算得到 的风电机组一年时间内生产的全部电量 2.65 风电机组可利用率avalabhiltytorwTcs 在一定时段内,正常工作风况时段内除去风电机组因维修或故障未工作的时数余下的时数与这一 时期内总时数的比值,用百分率(%)表示 2.66 容量系数eapaeityfaector 在一定时段内(通常为一年)风电机组实际平均输出功率与风电机组的额定功率之比
GB/I31724一2015 附 录A 资料性附录 风向玫瑰图及风能密度玫瑰图 A.1风向玫瑰图 风向玫瑰图示例见图A.1 Nw y十 NW NE wNw ENE w wSw ESE sE Sw SSw SSE 静风频率c以百分数表示 图A.1给定时段内某高度风向玫瑰图 A.2风能密度玫瑰图 风能密度玫瑰图示例见图A.2 NNw NNE Nw NE wNw ENE wSw ESB Sw SE ssW SsE 图A.2给定时段内某高度风能密度玫瑰图
GB/T31724一2015 附 录 B 资料性附录) 计算公式 B.1风速廓线 即风速在垂直方向上的变化形态,通常使用的计算公式有: 指数律公式 u 三 B.1 u 您1 中性层结条件下对数律公式 ln(/ 2 B.2) n(e1/o 式中 U 离地高度= 处的风速,单位为米每秒ms'); -离地高度-处的风速,单位为米每秒(m、) U 粗糙度或粗糙度长度,单位为米(m); 风切变指数 B.2湍流强度 脉动风速的标准差与平均风速的比值,计算公式为: I=、; (B.3 式中 湍流强度; -脉动风速值(采样时间间隔小于或等于3s),单位为米每秒(ms); 平均风速,单位为米每秒(m'). U B.3威布尔分布 用于描述一段时间内(例如一年)风速分布的一种概率密度函数,通常是一个单峰的两参数或三参 数分布函数(簇) 风速的威布尔分布概率密度函数表达为 威布尔两参数分布 (w) B4 -(e] 威布尔三参数分布 f( (B,5) T-e 式中 形状参数,是一个无量纲量;
GB/I31724一2015 ms-l 尺度参数,单位为米每秒(n 位置参数; -风速,单位为米每秒(ms 瑞利分布;形状参数友=2时的威布尔分布 B.4空气密度 单位容积的空气质量 空气密度与温度、气压,水汽压有关,计算公式为: 1.276 -0.378e 力 B.6 0= 十0.00366 000 式中 m-3); 空气密度,单位为千克每立方米(kg 大气压,单位为百帕(hPa); 水汽压,单位为百帕(hPa); 气温,单位为摄氏度(C) 也可根据海拔高度=[单位为米(m)]近似估算空气密度 (B.7 p=1.25e-M,ww1 B.5风功率密度 风功率密度表达式 ( B.8 Dwr ,pu 式中 D -风功率密度,单位为瓦每平方米(w m-2); wp 空气密度,单位为千克每立方米(kg”m一3) 风速,单位为米每秒(msl) 7 B.6平均风功率密度 设定时段内通过实测记录的平均风功率密度表达式: Dw= (B,9 之pr 2n 式中 Dw 平均风功率密度,单位为瓦每平方米(w m-2); 设定时段的记录数; 空气密度,单位千克每立方米(kgnm); 第i记录风速,单位为米每秒(m、I). U 10o
GB/T31724一2015 参 考 文 献 1]GB/T2000.53一2001电工术语风力发电机组 [2]GBT18709一2002风电场风能资源测量方法 [a GB/T187102002风电场风能资源评估方法 O Qx/T49一2007地面气象观测规范第5部分气压观测 白 地面气象观测规范第6部分;空气温度和湿度观测 QX/T50一2007 [n Qx/T51一2007地面气象观测规范第7部分风向相风速观谢 口" 风电场气象观测及资料审核、订正技术规范 QX/T74一2007 [ EC61400-1一2005windturbines一Partl;Design regu1rements [9叮《大气科学间典)编委会大气科学辞典[M们.北哀;气象出版社,1l91 L0]请华大学外语系英汉科学技术词典编写组.英汉科学技术词典[M].北京 国防工业出版 社,1991. [11]周诗健,王存忠,俞卫平.英汉汉英大气科学词汇[M们.北京气象出版社,2007 11
GB/I31724一2015 索 引 汉语拼音索引 2.38 安全风速 饱和水汽压 2.12 参考风速 2.34 粗糙度 2.45 粗糙度长度 2.45 等效风速 2.31 对数律风速廓线 2.41 额定风速 2.35 风 2.14 风场 2.58 风电场 2.59 2.32 风电机组 285 风电机组可利用率 风功率密度 2.55 2.60 风功率预测 2.40 风廓线 2.32 风力发电机组 2.50 风能 2.52 风能方向频率 2.51 风能频率 2.82 风能资源技术可开发量 2.61 风能资源理论储量 2.57 风能资源评估 2.39 风切变 风速 2.16 2.48 风速概率分布 2.47 风速频率 12
GB/T31724一2015 风速廓线 2.40 风速日变化 2.24 风速年变化 2.25 风速年际变化 2.26 风向 2.15 风向频率 2.29 2.28 极大风速 极端最低气温 2.9 极端最高气温 2.8 空气密度 2.49 理论年发电量 2.64 轮毂高度风速 2.33 年等效满负荷运行小时数 2.63 年平均风速 2.21 平均风功率密度 2.56 平均风速 2.17 2.2 平均气温 2.7 平均最低气温 平均最高气温 2.6 气温 2.1 气压 2.10 切出风速 2.37 切入风速 2.36 日平均风速 2.19 日平均气温 2.3 2.66 容量系数 2.43 上风向 13
GB/T31724一2015 生存风速 2.38 盛行风向 2.30 2.11 水汽压 2.22 瞬时风速 湍流强度 + 2.46 下风向 2,44 相对湿度 -*- 2.13 小时平均风速 2.18 有效风速小时数 2.54 月平均风速 2.20 阵风 2.23 指数律风速廓线 2.42 主导风能方向 2.53 主导风向 2.30 227 最大风速 最低气温 2.5 最高气温 2.4 英文对应词索引 2.49 airdemsity 2.1 2 temperature 2.63 annualegquivalentfullloadhours 2.21 meanwindspeed 2.10 atmm0sphericpresSure 2.54 h0urS availability availabilityforwIGS 2.65 2.66 capacityfactor 2.36 cut-inwindspeed 2.37 cut-outwindspeed 14
GB/T31724?2015 2.3 dailymeanairtemperature 2.19 dailymeanwindspeed 2.24 diurnalvariationofwindspeed dominantwinddirection 2.30 2.53 dOmminantWind directi0n energy ? 2,44 donwind eguivalentwindspeed 2.31 extrememaximum;airtemmperature 2.8 extrememinimumairtemmperature 2.9 extremewindspeed 2.28 grossannualenergyproduction 2.64 gust 2.23 hourlymeanwindspeed 2.18 instantaneoswindspeed 2.22 2.25 intra-annualvariationofwindspeed 2.26 interannualvariationofwindspeed 2.41 logarithmiclawforwindspcedprofile 2.4 maximum;airtemperature 2.27 speed temDerature 2.2 2.6 maximumairtemperature 2.7 minmiumairteperature 2.56 windp0werdensity 2.17 windspeed 2.5 mumairtemperature 2.20 monthlymeanwindspeedl proile 2.42 powerlawforwind speed 15
GB/I31724?2015 2.35 ratedwindlspeed 2.34 referencewindspeed relativehumidity 2.13 2.45 roughnesslength saturationvapourpressure 2.12 survivalwindspeed 2.38 2.46 turbulenceintensity upwind 2.43 2.11 vapourpresSure 2.14 wind winddireetion 2.15 2.29 directionfreguency 2.50 energy 2.52 energydirectionfreguenc 2.51 energyfrequency teehniealpotentia 2.62 2.61 energyresourcetheoreticalpotential 2.59 farmm 2.55 D0erdensit 2.57 energyresoureeassessment 2.60 rediction 2.59 station 2.39 shear 2.58 site 2 2.16 SpeeC 2.33 windspeedathubheight windspeeddistributiom 2.48 2.47 windspeedfregqueney 16
GB/T31724?2015 2.40 windspelproafile windturbinegeneratorsystem 2.32 WwIGS 2.32 17

风能资源术语GB/T31724-2015

风能是一种清洁、可再生的能源，越来越受到人们的关注和重视。为了更好地开发和利用风能资源，我国制定了《风能资源术语》（GB/T31724-2015），对风能资源进行了系统的分类和定义。

根据该标准，风能资源可以分为以下四类：

• 强风资源：指风速大于等于6.0m/s的风能资源。
• 中风资源：指风速大于等于4.5m/s且小于6.0m/s的风能资源。
• 弱风资源：指风速大于等于3.0m/s且小于4.5m/s的风能资源。
• 微风资源：指风速小于3.0m/s的风能资源。

除了根据风速将风能资源进行分类外，GB/T31724-2015还对风能资源的其他相关术语进行了定义，例如：

• 平均风速：指某个风能资源点在某一时间段内的平均风速。
• 极大风速：指某个风能资源点在某一时间段内的最大风速。
• 同类场校正系数：是指通过对比某风机所在地区的标准风场和该风能资源点所在实际风场数据来确定的修正系数，用于更精确地预测该风机在该风能资源点的发电能力。

在开发利用风能资源方面，风电发电是目前最为常见和成熟的应用方式。根据GB/T31724-2015，风电发电可以分为以下四种类型：

• 小型风电：指装机容量小于50kW的风力发电系统。
• 中型风电：指装机容量大于等于50kW且小于等于1MW的风力发电系统。
• 大型风电：指装机容量大于1MW的风力发电系统。
• 海上风电：指建在海上的风力发电系统。

总之，GB/T31724-2015为我国风能资源的分类和术语定义提供了科学的依据，有利于更好地开发和利用风能资源，推进我国清洁能源的发展。

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