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风切变幂律公式解析与应用

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：4.风切换指数推荐使用幂定律拟合风切变幂律公式和风切变指数的计算,风切变幂律公式为式中 α——风切变指数；v2——高度z2处的风速,m/s；v1——高度z1处的风速,m/s。

1.平均风速和风功率密度

月平均、年平均、各月同一钟点(每日0～23时)平均、全年同一钟点平均。设定时段的平均风功率密度表达式为

式中 Pwp——平均风功率密度,W/m2；

n——设定时段的记录数；

ρ——空气密度,kg/m3；

vi——第i风速区间的风速值,m/s。

2.风速和风能频率分布

以1m/s为一个风速区间,统计每个风速区间内风速和风能出现的频率。每个风速区间的数字代表中间值,如2m/s风速区间为1.6～2.5m/s。

3.风向频率及风能密度方向分布

计算出在代表16个方位的扇区内风向出现的频率和风能密度方向分布。风能密度方向分布为全年各扇区的风能密度与全方位总风能密度的百分比。风能密度的表达式为

式中 Pwp——平均风功率密度,W/m2；

n——设定时段的记录数；

ρ——空气密度,kg/m3；

vi——第i风速区间的风速值,m/s。

2.风速和风能频率分布

以1m/s为一个风速区间,统计每个风速区间内风速和风能出现的频率。每个风速区间的数字代表中间值,如2m/s风速区间为1.6～2.5m/s。

3.风向频率及风能密度方向分布

计算出在代表16个方位的扇区内风向出现的频率和风能密度方向分布。风能密度方向分布为全年各扇区的风能密度与全方位总风能密度的百分比。风能密度的表达式为

式中 Pwe——风能密度,W·h/m2；

m——风速区间数目；(https://www.chuimin.cn)

ρ——空气密度,kg/m3；

vj——第j风速区间的风速值,m/s；

tj——某扇区或全方位第j风速区间风速发生的时间,h。

4.风切换指数

推荐使用幂定律拟合风切变幂律公式和风切变指数的计算,风切变幂律公式为

式中 Pwe——风能密度,W·h/m2；

m——风速区间数目；

ρ——空气密度,kg/m3；

vj——第j风速区间的风速值,m/s；

tj——某扇区或全方位第j风速区间风速发生的时间,h。

4.风切换指数

推荐使用幂定律拟合风切变幂律公式和风切变指数的计算,风切变幂律公式为

式中 α——风切变指数(通常风切变指数取1/7作为近似值)；

v2——高度z2处的风速,m/s；

v1——高度z1处的风速,m/s。

式中 α——风切变指数(通常风切变指数取1/7作为近似值)；

v2——高度z2处的风速,m/s；

v1——高度z1处的风速,m/s。