具体描述
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。
目录信息
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SN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
· · · · · · (收起)
读后感
评分
评分
评分
评分
用户评价
这本书的第七章，深入探讨了风电场的可行性研究和环境影响评价。这部分内容对于任何一个想要投身风电行业的人来说，都至关重要。我之前对环境影响评价的理解比较片面，总觉得就是写写报告，应付一下了事。但这本书让我看到了这个环节的复杂性和严谨性。作者详细介绍了进行可行性研究时需要考虑的各项因素，包括风资源评估、地形地貌分析、地质条件勘察、交通运输条件评估、电网接入条件分析，甚至包括当地的社会经济环境等等。 更让我感到震撼的是，书中对风电场环境影响评价的描述。不仅仅是简单的空气、水、土壤污染问题，而是涉及到了对野生动物的影响，尤其是鸟类和蝙蝠的碰撞风险，以及对声环境的影响，包括风机噪音对周边居民的干扰。作者还详细介绍了如何进行这些评估，需要哪些专业技术人员，需要进行哪些野外调查和监测。书中还提到了各种减缓和补偿措施，例如如何选择对鸟类影响较小的风机类型，如何设置警示标志，以及如何在必要时进行风机停运等。这让我意识到，一个负责任的风电项目，必须在开发初期就充分考虑并解决这些潜在的环境问题，而不是等到问题出现后再去补救。
评分终于下定决心，啃下了这本《风资源与微观选址》。坦白说，最初被吸引是因为题目里“微观选址”这几个字，感觉它会深入到非常具体的操作层面，解答那些关于风机究竟该往哪儿安，才能最大限度地捕捉到风的“小窍门”。拿到书后，我迫不及待地翻开，想看看作者是如何庖丁解牛般剖析风的流动，又是如何将理论转化为实践指导的。 第一部分的内容，更多的是在讲述风的宏观规律，比如全球风带的分布，季风的形成原因，以及影响风速和风向的各种大气环流机制。这部分虽然没有直接切入“微观选址”，但不得不承认，这是理解后续内容的基础。作者用了很多篇幅去解释科里奥利力、地转风、梯度风等概念，并且穿插了大量的图表和数据。我发现，原来我们习以为常的风，背后有着如此复杂精密的物理学原理在支撑。书中对不同地理环境下风能特点的描述也相当细致，比如沿海地区、山区、平原的风力差异，甚至还提到了城市风的独特性。我印象比较深刻的是关于“局地环流”的章节，作者详细阐述了海陆风、山谷风、城市热岛效应等如何影响风的垂直和水平分布，这让我开始意识到，即使在同一片区域，不同位置的风况也可能天差地别。
评分这本书的第三部分，可以说是整个选址理论的核心部分，也是我最期待看到“干货”的地方。作者在这里详细介绍了各种风资源评估的方法论，从传统的风速仪观测，到数值模拟技术的应用。我之前一直以为风力发电的选址就是找个风大的地方就行了，但这本书彻底刷新了我的认知。原来，仅仅知道风速是不够的，还需要考虑风的年际变化、季节变化、日变化，甚至风向的稳定性。书中详细讲解了如何利用历史气象数据进行风资源统计分析，如何建立风场模型来预测未来的风能潜力。 我特别关注了关于“微观选址”的具体技术细节，比如如何考虑地形对风流的影响。书中花了相当大的篇幅去讲解地形因子、粗糙度长度、迎风坡和背风坡的风力差异，以及山脊、峡谷、盆地等特殊地形对风流的扰动作用。作者给出了很多实际的案例分析，对比了在不同地形条件下，风机布置的优劣。这让我深刻理解到，一个看似微小的地形起伏，都可能对风机的发电效率产生显著的影响。书中还提到了如何利用三维地形模型来进行风场模拟，通过计算流体动力学（CFD）技术来预测风速在复杂地形上的分布情况，这无疑为精准选址提供了强大的技术支撑。
评分在仔细研读《风资源与微观选址》的这部分关于“风资源数据分析与软件应用”的章节时，我才真正体会到“微观选址”的科学性与精细化。之前我可能还停留在对风的直观感受上，但书中给出的方法论和工具，让我看到了量化分析的强大力量。作者首先详细介绍了风资源数据的来源，包括地面观测数据、雷达数据、卫星遥感数据以及数值天气预报模型输出的数据，并分析了不同数据源的特点和适用范围。 我尤其关注了书中关于数据预处理和质量控制的环节。他强调了数据清洗、异常值剔除、插值等步骤的重要性，因为原始数据的准确性直接影响到后续的选址分析结果。接着，作者详细讲解了各种统计分析方法，比如风速和风向的频率分布、风的年变化和日变化特征、风的极端值分析等。让我眼前一亮的是，书中详细介绍了多款常用的风资源评估软件，比如WAsP、WindPRO、OpenWind等，并对它们的功能、操作界面、以及在风场设计中的应用进行了对比分析。作者还通过实例演示了如何利用这些软件来建立风场模型，进行风力资源的插值和预测，以及优化风机的布局。这部分内容对我来说，不仅仅是知识的拓展，更是一种能力的提升，让我看到了如何利用专业工具去解决实际问题。
评分这本书的这部分内容，着实让我看到了风电技术的前沿发展。作者不仅仅局限于传统的风力发电原理，而是将目光投向了更广阔的未来。他详细介绍了各种新型的风机设计，例如垂直轴风机、海上风机，以及一些更具想象力的设计，如飞翼式风机和空中风能收集系统。 我尤其对海上风电的章节印象深刻。作者阐述了海上风电相对于陆上风电的优势，比如风力更强劲、更稳定，同时避免了土地资源和景观冲突等问题。但他也详细分析了海上风电面临的挑战，比如恶劣的海况、高昂的安装和维护成本，以及对海洋生态环境的影响。书中还介绍了不同类型的海上风机基础结构，包括单桩基础、导管架基础、重力式基础以及漂浮式基础，并对比了它们在不同海域条件下的适用性。此外，作者还探讨了风电与其他能源形式的融合，例如风光互补发电系统，以及如何将风电与氢能、碳捕获等技术结合，实现能源系统的绿色低碳转型。
评分《风资源与微观选址》的这部分关于“风力发电的技术挑战与未来展望”的章节，将我的思绪引向了风电技术的无限可能。作者并没有回避风电发展过程中存在的各种技术瓶颈，反而对其进行了深入的剖析。我了解到，即使是目前主流的风机技术，在效率、可靠性、以及环境友好性方面，仍然有巨大的提升空间。 书中详细探讨了风机效率的提升，比如更先进的叶片设计、更高效的传动系统，以及智能控制算法的优化。同时，作者也关注了风机可靠性的提高，以及如何降低故障率和延长设备寿命，这对于降低风电的度电成本至关重要。我特别对书中关于“低风速风机”和“高海拔风机”的介绍很感兴趣，这拓展了风电场的适宜选址范围。更让我感到兴奋的是，作者对未来风电技术的发展趋势进行了大胆的预测，例如柔性风机、智能化风场管理、以及风电与人工智能的深度融合。他还探讨了风电在离网应用、微电网建设中的潜力，以及如何通过技术创新来解决风电的间歇性问题，比如与氢能、储能技术的结合。这让我看到了一个更加绿色、智能、可持续的未来能源图景。
评分在翻阅《风资源与微观选址》时，我被书中关于风电场互联与电网接入的论述深深吸引。过去我总觉得风电只是发电，然后就并入电网了，殊不知这里面蕴含着大学问。作者详细解释了风电场与电网之间的能量流如何进行匹配，以及风电固有的间歇性和波动性给电网带来的挑战。 我了解到，风电场的可行性研究中，电网接入条件的评估占有非常重要的地位。这不仅仅是简单的“拉一根线”的问题，而是需要考虑电网的容量、稳定性、以及风电场产生的电力是否能够被电网有效接纳。书中详细介绍了各种电网接入的模式，包括直接接入、通过升压站接入，以及不同电压等级的接入要求。我还学到了关于风电并网的技术要求，例如功率预测、频率调节、电压支撑等。作者还提到了储能技术在平抑风电波动中的作用，以及智能电网技术如何更好地整合包括风电在内的分布式能源。这让我意识到，风电的成功推广，离不开强大的电网基础设施和先进的电网管理技术。
评分《风资源与微观选址》的这部分内容，触及到了风电场运行与维护的方方面面，让我意识到，风机的安装只是风电项目的第一步，而长期的稳定运行才是关键。作者在这部分花了大量篇幅去讲述风机设备的可靠性、故障诊断和预测性维护。我之前总觉得风机坏了就找人来修，但这本书让我明白，现代风电场更注重的是“防患于未然”。 书中详细介绍了各种监测技术，比如振动监测、温度监测、油液分析等，这些技术可以帮助我们提前发现设备潜在的问题。作者还讲解了如何利用大数据分析来预测风机部件的寿命，以及何时需要进行预防性更换，以避免突发故障导致更大的损失。我特别感兴趣的是关于风机叶片的维护，因为叶片是风力发电的关键部件，也最容易受到风雨侵蚀和雷击的影响。书中介绍了各种叶片修复技术，包括清洁、打磨、修补，甚至是对叶片进行涂层保护。此外，作者还强调了风电场管理的信息化和智能化，例如利用远程监控系统来实时掌握风机的运行状态，以及如何通过优化风机控制策略来提高发电效率。
评分这本书在“风能利用的经济效益与政策支持”这一章节，可以说是为风电项目的落地提供了重要的经济学视角。作者深入剖析了风力发电在国家能源结构中的战略地位，以及国家和地方政府为推动风电发展所出台的各项政策措施。我了解到，从最初的上网电价补贴，到现在的竞价上网和绿色电力证书交易，政策的演变直接影响着风电项目的经济可行性。 书中详细分析了不同政策模式对风电项目投资回报率的影响，以及如何评估政策风险。作者还强调了风电项目经济可行性评估的复杂性，不仅仅是简单的成本效益分析，还涉及到环境效益、社会效益以及国家能源安全等宏观层面的考量。我印象深刻的是，作者还探讨了风电与其他可再生能源的协同发展，以及如何利用金融工具来支持风电项目的融资，例如绿色债券、股权融资等。这让我明白，风电的发展离不开政策的引导和市场的推动，而一个成功的风电项目，需要充分考虑经济、政策和市场等多重因素。
评分在阅读《风资源与微观选址》的过程中，我越发感觉到，风电的开发远非简单的“哪里风大就往哪儿装”那么简单。书中关于风资源的开发利用效率这一章节，让我大开眼界。作者从经济学和工程学的角度，探讨了如何平衡风能利用的成本与效益。他详细分析了风力发电的各项成本构成，包括设备投资、安装成本、运维费用，以及土地租赁、环境评估等前期投入。同时，也深入剖析了风力发电的收益来源，除了直接的售电收入，还包括政策补贴、碳排放权交易等。 让我印象深刻的是，书中不仅仅停留在理论层面，而是提供了大量的实际案例，对比了不同技术路线、不同规模的风电场在经济效益上的差异。作者还特别强调了“全生命周期成本”的概念，告诫读者在进行选址和评估时，不能只顾眼前的风力资源，更要考虑风电场未来的运行维护成本，以及设备的老化和退役问题。他还提到了一些新兴的经济评估模型，比如基于风险的投资回报分析，以及如何通过概率模型来评估风电场的投资风险。这部分内容对我来说，不仅仅是学术上的启发，更是具有极强的实践指导意义，它让我明白，一项风电项目的成功，不仅在于技术上的可行性，更在于经济上的可持续性。
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