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精准资源评估工具

Windnavigator

风资源数据库

软件概述

美国AWS Truepower公司成立于1983年,由100多名经验丰富的气象学家、工程师、环境专家等人员组成,在全球范围内提供风电、太阳能项目的规划选址、初步设计、现场观测、数值模拟、运行评估以及发电量预测等技术服务,已经在全球超过80个国家为超过80GW的规划和运行项目提供过技术支持。

AWS Truepower的风资源宏观选址模块——Windnavigator基于网络平台,允许用户接入并且浏览高精度的风资源图谱以及全球范围的风资源数据,为用户进行风电场规划、前期选址、风资源评估提供详实可靠的数据支持。

数据来源

AWS Windnavigator的高分辨率数据库来自于其专利研发的MesoMap数值模拟系统,随后经过大量实测测风数据进行同化、校验和优化,最终得到了现有的高精度风资源数据库。

MesoMap数值模拟系统由两套数值气象模式组成:一套中尺度数值天气预报模式(Mesoscale Atmospheric Simulation System,MASS)以及一套小尺度风流模式(WindMap)。中尺度模式模拟近15年周期内代表年的天气状况,其空间分辨率为2.5km。小尺度模式嵌套在中尺度模式中,对局地风部重新模拟,捕捉在200m分辨率的小尺度空间内,由地形和地表粗糙度变化导致的局地风况。

气象模式使用了大量的不同来源的气象数据和地理信息数据。中尺度模拟的初步条件主要来自于NCAR/NCEP的全球再分析数据库(NNGR)――其可提供6小时步长的2.5度全球格点数据。NNGR与全球上千个气象观测站合作,包括地面站、探空气球、气象卫星和飞机等。地理信息数据包括了地形、地表植被、海表面温度、土壤温度和湿度。为了降低模拟结果的误差,最终还通过使用实测数据反过来对数值模型进行校验和优化。

主要模块

Windnavigator(宏观选址模块)

通过输入用户名和密码登陆,可进入Windnavigator模块。点击地图上任意位置,即可得到该点的风况、海拔等参数,并用于宏观选址。点击Add to Cart可以直接将对象点链接至其他产品(报告、风数据序列)。使用界面如下。

Time Series Data(数据时间序列)

可用于风能资源评估、产能评估以及用于MCP。软件可在线提供两种形式的数据时间序列:长期历史数据——时间段为10~35年。典型年虚拟测风数据(TY-VMM)——基于200m水平分辨率的风能资源图谱,生成一套1完整年的风数据。以上数据均为通用的CSV格式,可直接导入WindPRO,Openwind,Windographer等资源评估软件。 长期历史数据主要用于对已有短期测风数据进行MCP过程,或用于数据长期订正。分为两类:MERRA,ERAI,CFSR等全球再分析数据。覆盖全球任意一点的自1979年至今的数据序列。WRF数据。基于ERAI再分析数据,利用WRF天气预报模式(Weather Research and Forecasting)和强大的计算集群,生成一套可覆盖全球的时间段为过去10年至今的数据序列。典型年虚拟测风数据(Typical Year-Virtual Met Mast,TY-VMM),主要用于对为设立测风塔的点位的风能资源评估及产量预估。以1997年至2012年共15年的NCEP/NCAR数据为样本,利用中尺度天气预报模式(MASS)计算到10km分辨率,再进行降尺度模拟至200m分辨率。

Site Report(生成报告)

基于Windnavigator的数据来源,可以方便快捷的获取某一精确点位的资源和产能的报告。根据不同层次投资商的需求,可提供三个级别的报告。报告可用于同客户沟通接触,申请贷款,确定项目开发顺序,以及与项目相关人员沟通等。

软件概述

Solargis是由欧洲 Solargis s.r.o.开发的太阳能资源评估工具,利用卫星遥感数据、GIS(地理信息系统)技术和先进的科学算法得到高分辨率太阳能资源及气候要素数据库,涉及范围已涵盖欧洲、非洲和亚洲。现已被广泛应用于光伏、聚光光伏和光热项目的前期开发、资源评估和发电量计算。

Solargis实质上由一系列高分辨率的气象要素数据库构成,这些气象要素包括:

太阳辐射:水平面总辐射GHI,法向直接辐射DNI,散射辐射DIFF

气象参数:气温、湿度、压强、平均风速、风向,以及降水量(正在开发)

环境参数:海拔高度、地表倾斜角、地表方位角、地表植被、人口密度

主要参数在中国范围内分辨率可达到250米。

Solargis

太阳能资源数据库

数据来源

Solargis使用了卫星数据、气象模式再分析数据、天文模式、地理信息数据以及结合了地面观测数据。Solargis使用的卫星信息如下:

欧洲、非洲和中东:Meteosat PRIME satellite (© EUMETSAT, Germany) 1994 - 2010, 15分钟或30分钟分辨率;

亚洲:Meteosat IODC satellite (© EUMETSAT, Germany) 1999 - 2011, 30分钟分辨率;

环太平洋地区:MTSAT satellite (© JMA, Japan) 2007 - 2012, 30分钟分辨率

美洲:GOES satellite (© NOAA, USA) 1999 - 2012, 30分钟或3小时分辨率

Solargis使用的气象模式再分析数据信息如下:

CFSR和GFS数据库的2m高度处气温数据(© NOAA NCEP)

CFSR和GFS数据库的水汽数据(© NOAA NCEP)

MACC数据库的大气光学厚度数据(© ECMWF)

GFS和CFSR的积雪厚度数据(© NOAA)。另外,Solargis还引入了SRTM-3数字地形数据库,来对地表地形对太阳辐射资源的影响进行计算。

主要模块

iMaps宏观选址模块:最先进的交互式光资源评估模块IMAPS是提供太阳辐射具有很高的细节和准确性气象信息的交互式地图。在地图上每一次点击显示您所选择的位置太阳能所具有的潜力。您也可以下载太阳辐射数据,这是现场勘探和光伏项目前期可行性分析的最可信的依据。

iMaps宏观选址模块的地图结合了丰富的气象数据、地理数据、卫星数据、天文数据和天文数据组成。这些数据主要由气温、风速、风向、地形、土地覆盖和人口等数据经过精确计算来达到得到完美的太阳能资源数据。它在空间分辨率、高品质的地面测量、30分钟平均间隔数据处理算法、增强统计(平均数,中位数,百分位数,直方图,概率分布)方面的领先能力使得Solargis在业内一直处于最先进的水平。下图为几大主流软件对比。

由上图可直观地看到Solargis的领先地位,和国内比较常用的NASA作对比,Solargis的GHI年平均值误差范围为2%~7%;Solargis的国内分辨率为250m,NANA为110km;Solargis可以达到30分钟的平均值,而NASA只能做到月平均值。NASA一直使用的是二十多年前的历史数据,而Solargis的数据从1999年起一直在不断地更新。这些领先的地方在欧洲已成为了权威的认证工具。在中国,它的参考价值已得到了业内多个设计院和投资商的认可。

pvPlanner光伏产能预估模块是一款可以精确地计算出在几分钟内光伏发电潜力的工具。它是由Solargis数据、电站定义和光伏系统的设置来计算的。这使得仿真模型变得相当高级和复杂,是现场勘探的最佳伴侣。pvPlanner还可以考虑各种光伏技术,选择不同的安装系统(如晶VS非晶硅组件)和组件类型(如固定,单轴跟踪器,双轴跟踪器等)的理想工具。

pvPlanner与Solargis数据库集成,模拟出使用最准确的太阳辐射数据

他具有非常友好的界面,易于快速学习使用,不仅考虑到了工程师也为企业管理者着想。pvPlanner最大的亮点是可以下载产量报告,有PDF、XLS和CSV格式,并提供多语言选择。数据和模型的质量是根据IEA SHC Task 36和欧盟FP6项目MESoR标准的建议进行检验的。

Windographer是一个具有强大的数据处理、整合、分析能力的软件,可以快速、准确、直观地对风数据和风能资源进行订正、分析、统计。Windographer将于年底推出最新版本v5,可兼容各种测风塔及遥感测风系统,并支持多人协作及多塔相关性对比。

windogra-pher

Windographer 软件介绍

Windographer主要特点

专业设计软件

来自德国的HELIOS 3D软件是全球先进的针对复杂地形山地光伏电站的自动排布设计软件。

问世两年来,全球范围内已成功销售约150套,使用HELIOS 3D进行设计的光伏电站容量已达数十吉瓦。

用户反馈结果显示,与传统方法相比,由HELIOS完成的布局和设计可以在更短的时间内完成,排布更加高效。

Helios 3D

主要功能

1. 可导入项目现场等高线地形图,生成数字地形模型;

2. 根据项目需求自行建立组件、支架等模型,形成用户自己的数据库,满足各种光伏项目条件;

3. 自行设定规划区域、限制性区域、道路区域,设计组件排布的有效区域;

4. 建立房屋、箱变、塔架、树木等典型障碍物模型;

5. 对任意给定的日期和时段,计算由于地形起伏、前后排组件布置、以及障碍物产生的阴影遮挡区域;

6. 在考虑阴影遮挡的情况下,结合自行设定的有效排布区域,实现组件的自动排布和优化布置;

7. 根据组件排布,进行场内走线设计;

8. 3D建模,直观展示。

适用范围

项目开发阶段

初步分析地形,预估开发容量

现状:项目开发初期,评估地形是否适合太阳能光伏电站是项目开发的重要组成部分,尤其对于复杂地形光伏项目的开发容量的预估是至关重要却又十分困难的。现阶段通常是通过开发人员经验判断,容易产生较大偏差。 HELIOS 3D可导入不同来源的地形图信息,如实测地形图或者美国的USGS数据库下载地形图文件。通过自带的的坡度分析和朝向分析功能,初步筛选适合光伏项目的建设区域,进而预估开发容量。

设计阶段

结合地形数据,精确计算阴影影响,根据阴影长度确定间距,优化布置

现状:目前,大部分光伏电站设计软件在计算组件间距和阴影遮挡时,只能针对绝对平坦地形,所计算出的组件间距是统一数值。如果光伏项目所处地形复杂,起伏较大,只能通过经验或简单计算手动调整组件间距,较为粗略,一方面可能会间距过小,引起局部阴影遮挡,另一方面可能会间距过大,造成用地浪费。

自动排布阶段

实现自动排布,节省时间

现状:现有技术手段只能允许技术人员手工进行组件排布,既耗费大量时间,又不够精确。 HELIOS 3D实现自动排布,根据组件阴影长度确定不同的间距,在短时间内实现精确排。100MW光伏项目在1分钟内即可完成排布设计,保证无阴影遮挡。

Openwind
风电场设计优化软件

1. 借助Openwind直观的GIS界面,用户可以优化度电成本,在考虑资源和发电量,以及每个风电建设成本的基础上,对多种建设方案进行检验。

2. Openwind采用由 AWS Truepower 公司开发的深度阵列尾流模型析Deep Array(DAWM)更准确分析模拟尾流效应。

3. Openwind可贯穿整个风场项目,通过最优机位的建立实现发电最大化,使尾流和其他来源造成的电能损失降到最低。

4. Openwind同时还考虑到风场收支平衡如道路和布线系统的成本,以及像资产边界、噪声限制、视觉影响和环境敏感地区等约束。

Openwind 简介

Openwind是一款来自美国 AWS Truepower 公司的风电场设计优化软件,国内由 瑞科科技 独家代理该软件可为风电开发商提供专业的设计、分析以及风电场优化服务。

HOMER
综合能源仿真建模软件

1. 功能模块集成。涵盖了传统能源、新能源、储能以及电力系统,在同一个系统中进行纺一的调度整合,不必从一个系统导入另一个系统。

2. 提供详细的报告,清晰地展示计算的结果以及方案的优劣。

3. 强大的计算能力。分布式计算(本地服务器加持云计算)极高地提供了计算效率,节省时间。

4. 灵活地功能模块定制功能。根据需求灵活地合理地搭配所需功能模块,节省资源,节约成本。

HOMER 简介

HOMER综合能源仿真设计软件由HOMER Energy公司设计开发,是一款符合全球通用标准的微电网设计优化软件。其核心的多能源混合优化模型(HOMER)最初在NREL(美国国家可再生能源实验室)开发设计,并在商业化后不断优化完善。