风资源与微观选址

出版时间：2013-6  出版社：机械工业出版社  作者：张怀全  

内容概要

本书涵盖从风资源工程学、风数据分析到风能气象学等与风资源技术相关的几乎全部知识领域，并与国际前沿接轨。作者从事这方面技术工作多年，积累了丰富的工程实践经验。本书所涉及的内容都来源于作者的实际工作，以期具有较高的理论和实践指导价值。
本书的宗旨是为读者搭建风资源与微观选址的知识体系，并建立科学的理念。读者可以根据本书指引，对感兴趣的话题深入研究，起到抛砖引玉的作用。但对于一般读者，本书应该足以应对风资源技术的日常工作。相比之下，本书可能更适合对理论感兴趣，并有一定数学基础，尤其是概率统计学基础的读者。

作者简介

2006年获得清华大学硕士学位，2008年进入风电行业，2009年在美国芝加哥获得WAsP认证，并一直从事风资源评估相关的技术及管理工作。进入风电行业之初，就职于世界领先的风力发电机制造商Vestas，并在丹麦总部接受系统的专业培训。

书籍目录

前言第1章绪论1.1风资源评估学科介绍1.2风气候1.2.1全球风气候1.2.2中尺度风气候1.2.3局地风气候1.3风资源的不确定性第2章风资源与微观选址工程（上）2.1地表粗糙度2.1.1粗糙度长度2.1.2粗糙度与风廓线2.1.3内部边界层2.1.4粗糙长度改变模型2.1.5置换高度2.1.6风切变2.2地形加速效应2.2.1水平风加速廓线2.2.2垂直风加速廓线2.2.3地形分类2.2.4崎岖指数2.3障碍物遮挡效应2.3.1风速降低效应2.3.2湍流增加效应2.4风力发电机组的尾流2.4.1尾流的基本结构特征2.4.2尾流中风速减低效应的计算模型2.4.3尾流中湍流强度增加的计算模型2.4.4大型风电场的尾流2.4.5复杂风电场的尾流第3章风资源与微观选址工程（下）3.1风图谱分析与应用程序3.1.1基本原理3.1.2风流模型3.1.3模型的适用性3.1.4复杂地形修正3.2计算流体力学模型简述3.2.1计算流体力学概述3.2.2流体与流动的基本特性3.2.3控制方程3.2.4边界条件与初始条件3.2.5网格化3.2.6解析离散方程3.2.7计算结果处理与显示3.3测风塔的代表性3.3.1风气候相似3.3.2地形地貌相似3.3.3障碍物遮挡效应相似3.4微观选址3.4.1排布效率3.4.2载荷风况3.4.3微观选址的流程3.4.4现场定点及微调3.4.5扇区管理3.4.6风资源评估与微观选址报告第4章风数据统计分析4.1风数据时间序列4.1.1随机现象4.1.2平均值与标准差4.1.3平均风速时间序列4.1.4湍流强度时间序列4.1.5风向时间序列4.2风速的概率密度分布4.2.1概率密度分布4.2.2平均风速的计算4.2.3威布尔概率密度分布4.2.4威布尔累计概率分布4.2.5威布尔分布的参数估计4.2.6威布尔分布的决定系数4.2.7瑞利分布4.2.8风玫瑰图4.3风功率密度与风能转化4.3.1风功率密度计算4.3.2贝兹极限4.3.3风功率转化系数4.3.4风力发电机组的功率曲线第5章风数据长期修正5.1风数据相关性分析5.1.1风数据相关性的影响因素5.1.2随机变量的相关性5.1.3平均时间周期影响5.1.4偏度与峰度5.2风数据回归分析及预测5.2.1回归分析方法5.2.2风数据有效性5.2.3简单线性模型5.2.4方差比例模型5.2.5二维线性回归模型5.2.6威布尔参数缩放模型5.2.7多项式模型5.2.8莫蒂默模型5.2.9人工神经网络模型5.2.10WindPRO矩阵模型5.3预测的不确定性分析5.3.1同期风数据长度5.3.2残差与决定系数5.3.3预测值标准差的测量与估计5.4再分析数据的应用5.4.1气压高度与σ高度5.4.2再分析数据的一致性5.4.3再分析数据应用的不确定性第6章风资源评估的不确定性6.1统计不确定性6.1.1正态分布函数特性6.1.2不确定度计算6.1.3超越概率6.1.4平均风速敏感度分析6.2损耗折减及其不确定度6.2.1尾流折减6.2.2可利用率折减6.2.3功率曲线折减6.2.4电气损耗6.2.5环境损耗6.2.6缩减损耗6.3偏差修正及其不确定度6.3.1平均风速长期修正6.3.2复杂风场RIX修正6.3.3超大型风场的模型问题6.3.4功率曲线修正6.4风数据的不确定度6.4.1风数据质量6.4.2威布尔分布决定系数6.4.3风速年度波动6.4.4未来风气候趋势6.5风流模型的不确定度6.5.1垂直外推6.5.2水平外推6.5.3地表形态相似度6.5.4森林6.5.5风流模型不确定度小结6.6不确定度分析案例第7章极端风况7.1Gumbel极值分布7.2极大风速估计7.2.1独立大风事件7.2.2经典Gumbel极值分布法7.2.3柏拉图极值分布法7.3极端风况7.3.1极大阵风7.3.2极端风向变化7.3.3极端风切变7.3.4极端湍流7.4台风第8章风数据的测量8.1杯式风速仪8.1.1杯式风速仪的动力平衡8.1.2杯式风速仪的测量值8.1.3杯式风速仪的标定8.1.4杯式风速仪的动态特性8.1.5杯式风速仪的选择8.2测风塔的安装规范8.2.1实心圆柱形塔8.2.2空心三角架塔8.2.3支杆与附件8.2.4切变气流8.2.5风向仪的安装8.2.6测风塔安装推荐标准8.2.7测风塔安装的气候因素8.2.8风数据的不确定性评估8.3测风塔的管理与维护8.3.1测风塔安装报告8.3.2测风塔验收8.3.3测风塔监控与维护8.4其他种类测风仪器介绍8.4.1螺旋推进式测风仪8.4.2超声波测风仪8.4.3声雷达测风仪8.4.4激光雷达测风仪第9章大气概论与空气密度9.1干洁大气9.1.1干洁大气的成分9.1.2干洁大气状态方程9.2湿润大气9.2.1水汽压9.2.2相对湿度与绝对湿度9.2.3湿润空气的状态方程9.3大气压力9.3.1位势高度与几何高度9.3.2大气静力学平衡9.3.3温度随高度的变化9.3.4标准大气9.3.5气压随时间的变化9.4风场空气密度计算9.4.1干燥空气的密度9.4.2湿润空气的密度9.4.3空气密度随高度变化9.4.4空气密度随湿度和压力的变化9.4.5温度范围计算第10章边界层气象10.1大气热力结构分层10.1.1对流层10.1.2平流层10.1.3中间层10.1.4热层10.2大气边界层10.2.1边界层的基本特征10.2.2边界层内的风和气流10.2.3大气边界层的厚度和结构10.2.4变量的时间和空间尺度10.2.5风的平均值与湍流部分10.3大气湍流10.3.1湍流的基本特征10.3.2湍流的产生机制及物理过程10.3.3泰勒假设10.3.4湍流动能10.3.5湍流通量与雷诺平均10.4大气边界层稳定度10.4.1大气稳定度特征10.4.2垂直风切变第11章大气环流及天气系统11.1基本大气环流11.1.1压力梯度、力和风11.1.2地转风11.1.3地球能量平衡11.1.4三圈环流模型11.1.5极锋与斜压不稳定11.2天气尺度天气系统11.2.1气旋与反气旋11.2.2天气前锋11.2.3热带风暴11.3中尺度天气系统11.3.1中尺度定义11.3.2地形影响11.3.3对流和雷暴11.3.4海陆风11.3.5坡风和谷风11.3.6低空急流11.3.7下坡风暴11.4数值模拟及天气预报11.4.1物理公式11.4.2网格和边界条件11.4.3中尺度气象模型的不确定性11.4.4中尺度气象模型的应用第12章风电场的环境与健康影响12.1生物影响12.1.1鸟类和蝙蝠12.1.2陆地生物12.1.3植被12.2视觉污染12.2.1光影闪变现象12.2.2光影闪变影响评估12.2.3风景美学12.3噪声污染12.3.1风力发电机的噪声曲线12.3.2声压级计算12.3.3声强级的合成12.4其他环境与健康影响12.4.1公共健康与安全12.4.2无线通信12.4.3固体及危险废弃物12.4.4空气质量及气候影响第13章风力发电机组的功率性能测试13.1确定测试扇区13.1.1测风塔的位置13.1.2测量的扇区13.2风电场校准及其不确定性13.2.1不需要校准的简单地形13.2.2用两个测风塔校准风电场13.2.3用机舱风速仪校准风电场13.2.4风电场校准参数的验证13.2.5风电场校准的不确定性13.3测试数据的采集与处理13.3.1数据采集13.3.2数据标准化13.3.3测量功率曲线的确定13.4使用机舱风数据测试功率曲线13.4.1机舱风速与自由风速的关系13.4.2机舱风速生成的功率曲线13.5影响功率性能的其他因素13.5.1湍流对功率性能的影响13.5.2风切变对功率性能的影响13.5.3入流角对功率性能的影响第14章风力发电机的载荷14.1载荷工况14.1.1设计情形14.1.2风况条件14.1.3设计载荷工况14.2载荷类型14.2.1惯性和重力载荷14.2.2空气动力载荷14.2.3功能性载荷14.2.4其他风源载荷14.2.5非风源载荷14.3载荷计算14.3.1气动力弹性载荷计算14.3.2疲劳载荷与SN曲线14.3.3应力区间分布14.3.4等效载荷14.3.5载荷计算的不确定性14.3.6极端载荷14.4风力发电机载荷的术语定义附录附录AIEC对风力发电机组的分类标准附录B风电场气象及环境参数表附录C常用公式表参考文献

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张怀全编著的《风资源与微观选址--理论基础与工程应用》的宗旨是为读者搭建风资源与微观选址的知识体系，并建立科学的理念。读者可以根据本书指引，对感兴趣的话题深入研究，起到抛砖引玉的作用。但对于一般读者，本书应该足以应对风资源技术的日常工作。相比之下，本书可能更适合对理论感兴趣，并有一定数学基础，尤其是概率统计学基础的读者。

用户评论 (总计5条)

•   非常全面的一本专业书籍。
•   理论联系实际，实用性很高~~有些观点值得借鉴~
•   从入门到提高及风资源前沿评估方法很专业，尤其是风况分析、粗糙度编辑设置、边界层概念等很专业，从统计学和气象学综合阐述了风资源评估的科学方法，值得一阅。
•   作者的理论和实践应用经验相当丰富，对我很有帮助，赞！
•   专业、系统，分析详尽，理论性很强，好书