【秒懂风电】风能资源测量高度的选取有哪些关键点？

秒懂风电风能资源的准确测量是风电场规划、设计和运营的基础，而测量高度的科学选取直接影响数据的代表性和可靠性。 结合行业实践与规范要求，风能资源测量高度的选取需综合考虑以下关键点。 一、测风塔高度需与风电设备轮毂高度匹配 测风塔的测量高度需优先服务于未来风电设备的运行需求。 根据《风力发电场设计规范》（GB51096-2015）， 测风高度不应低于预装风力发电机组的轮毂高度。 但机组轮毂高度在机组选型时才能最终确定，在没有测风数据及风资源详细评估前，我们只能依靠收集的风场相关信息或工程师经验来确定测风塔高度。 因此建议测风塔高度选择时不要过于保守，如果高度过低，当风切变指数较大（如＞0.1）时，应用风切变外推更高风速时不可避免地会引入误差。 例如，若计划安装轮毂高度为100米的风机，测风塔的最低测量层应覆盖该高度，且推荐高度通常为轮毂高度的1至1.5倍（如100-150米）。这是因为风速随高度增加而增大（风切变效应），轮毂高度的风速数据直接决定了风机的发电效率。 此外，顶层风速仪需尽可能接近轮毂高度，以获取最准确的风资源评估参数；若轮毂高度较高（如120米以上），则需通过更高测风塔（如150米）或专用传感器延伸测量。 在目前风机技术条件下，具有低风速、大切变特点的我国中东部地区，选择140m以上的测风塔；而山地项目风切变一般很小，测风塔宜选择120m高度。 二、分层测量与传感器安装高度选取 为全面分析风速随高度的变化规律（即风切变特性），测风塔需设置多层测量点，形成高度梯度覆盖。常规要求包括： 基础层：至少在10米高度安装风速仪和风向仪，用于评估近地面风资源（如地形障碍物影响或生态敏感性分析）。 轮毂高度层 ：顶层传感器需直接对应目标风机的轮毂高度，并每隔20米增设风速仪（如80米、100米、120米等），以捕捉垂直风速剖面变化。（另外，在拟安装风机的轮毂高度，即测风塔的最大高度处安装两套风速仪。目的之一是防止其中一个仪器故障，而造成轮毂高度风数据缺失，二是两套风数据可用于塔影修订及无效或错误数据修正） 关键层：其余风速仪按适当间隔，安装在“叶轮扫掠面内10m”整倍数高度处，间隔一般取20m。 风速传感器（2）风向传感器分别在10m高度附近、拟装风机轮毂高度附近、以及风机叶轮扫掠面内各装一套风向仪。 （3）气温计 分别在近地面高度和拟装风机轮毂高度附近各装一套气温计。在上下两层高度各安装气温计，是为了确定测风塔位置的大气稳定度。为了避免地面热辅射对测量的影响，一般建议低层气温计不低于20m。 （4）气压计和湿度计在拟装风机轮毂高度或近地面安装一套气压计和湿度计。 需注意 ：同一高度不能同时安装包含风速仪在内的多种测量传感器，风向、气温、气压、湿度传感器高度宜低于风速传感器2m。 三、地理环境与地形适应性 测量高度的选择需紧密结合地理环境特征： 平原地区：地势平坦且障碍物少，较低高度（如70米）可能已能代表区域风资源，但若规划高轮毂风机仍需提升高度。 复杂地形（山地/丘陵） ：需更高测风塔（如100-150米）以穿透地形扰动，获取不受遮挡的高空风况数据。同时，选址需避开山体、树林等障碍物（与障碍物距离≥其高度的10倍），并优先选择主导风向的上风向代表性点位。 生态敏感区或高植被区 ：需提高仪器高度以规避植被冠层干扰，例如在森林区域将测风层设于树冠高度之上。 四、 动态调整与长期监测 对于长期风资源评估（如一年以上连续监测），需根据季节变化或极端天气条件验证不同高度的风速稳定性。例如，冬季低空风速可能受逆温层影响，而夏季高空湍流更强，此时多高度层数据可辅助优化风机控制策略。 五、结论 风能资源测量高度的选取是科学与工程的结合，核心在于匹配风机运行需求、覆盖风切变梯度、适应地形条件并遵循规范标准。 实践中，70米和100米为平衡数据代表性与经济性的常用高度，但需通过分层测量（如10米、30米、50米、70米、100米等多层布设）和动态选址（避开障碍物、优化控制半径）确保数据可靠性。最终，测量高度方案应服务于风电场全生命周期的经济效益与安全运行。