上篇文章风玫瑰图告诉我们风向,但回答不了“一年里有多少小时风速落在3–4米/秒?11–12米/秒又占几成?”——这就是风速直方图(Speed Histogram)的工作。它把全年8760小时的风速切成等宽“积木块”,横轴是风速段,纵轴是出现小时数。谁出现最多,谁就是“主力风段”,直接影响发电量计算与机组选型。

风速直方图里有什么?
1. 横轴:等宽风速段,常用1米/秒为间隔,0–1、1–2……25–26米/秒。
2. 纵轴:落在该段的小时数,或占比百分比。
3. 累积曲线:右侧坐标显示“≥该风速”的总小时,用于快速读取满发小时数。
4. 静风柱:0–0.5米/秒单独列出,>200小时/年就要警惕低风速风险。

直方图是“离散版”,计算电量需要连续函数。用Weibull分布拟合直方图,得到形状参数k与尺度参数A,再把机组功率曲线积分,就可算出年发电量。k>2.4代表风速集中,k<1.8代表分散;A值每升高0.5米/秒,年满发小时数大约增加150小时——这是投资估算里最敏感的“风速杠杆”。

陆上受地形摩擦,低风速段(3–5米/秒)占比高,柱形“左胖右瘦”;海上摩擦小,5–7米/秒段立刻拉长,柱形“右移”。平均风速7米/秒时,陆上满发小时约1800h,海上可达2300h——直方图形状差异,让同样容量的机组,海上多产出四分之一电量。

把直方图切成“季节片” 春季直方图5–7米/秒段突增,是海陆风转换信号;台风季8–12米/秒段急剧拉长,但>25米/秒出现次数也同步上升——需要在载荷校核里单独提取“极值段”小时数,用于50年一遇极大风速推算。分季节直方图还能指导检修窗口:把柱状最低的两段对应的小时数找出来,就是全年停机最不影响发电的时段。

直方图最右侧“>25米/秒”柱高一般
从“年图”到“日图” 激光雷达10分钟数据可实时刷新直方图。台风来临前6小时,≥25m/s段柱高爬升,平台自动触发“台风模式”——偏航90°、桨距角置90°、叶片锁定;极值段消失后,系统自动恢复正常运行。动态直方图让“年均”概念扩展到“实时”,使极限载荷控制从“事后”变为“事前”。

常见误区
1. 平均风速相同≠直方图相同——形状参数k差异0.2,年满发小时可差200小时;
2. 横轴段宽≠1米/秒——有人用0.5米/秒,柱数翻倍,视觉“更细腻”,但Weibull拟合误差反而增大;
3. 忽略静风柱——0–0.5米/秒占比>3%,将压低容量系数,需在财务模型里单列“低风速折减系数”。
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