风能是地球表面空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向空气从高压地区向低压地区流动，即形成风。

风能是一种清洁、资源丰富、不产生任何污染物排放的自然可再生能源。在当前矿石能源面临枯竭、环境日益恶化的情况下，无论从经济上或是技术上都是首选的替代能源。

自20世纪70年代中期以来，世界主要发达国家和一些发展中国家都重视风能的开发利用。特别是自20世纪90年代初以来，现代风能最主要的利用形式—风力发电的发展十分迅速，与其相关的理论知识体系也日趋完善。

随着风能开发利用相关工作的不断深入和发展，已形成了一套较完整的理论体系，为了方便学员对后续内容的学习，在本节内容给予系统介绍。其中与风能资源观测和评价有关的概念和术语主要有：

季节划分：春（3—5月）、夏（6—8月）、秋（9—11月）、冬（12、1、2月）。

气温：表示空气冷热程度的物理量，有最高、最低、平均、极端之分，以℃表示。

平均气温：给定时段内气温的平均值。给定时段通常指日、月、年。

气压：大气的压强。

水气压：空气中水汽部分作用在单位面积上的压力。

风：空气的流动现象。常指空气相对地面的水平运动，是一个矢量,用风向和风速表示。

风向：风的来向。风向用16个方位（即N北、NNE北东北、NE东北、ENE东东北、E东、ESE东东南、SE东南、SSE南东南、S南、SSW南西南、SW西南、WSW西西南、W西、WNW西西北、NW西北、NNW北西北）或0°—360°数值来表示(以360°表示时，由北起按顺时针方向度量，以0°为中心表示北，22.5°为北东北、45°为东北、67.5°为东东北、90°为东、112.5°为东东南、135°为东南、157.5°为南东南、180°为南、202.5°为南西南、225°为西南、247.5°为西西南、270°为西、292.5°为西西北、315°为西北、337.5°为北西北)。静风用“C”表示。

风向频率：一定时段内某一个风向出现的次数与该时段内所出现的各种风向（含静风）的总次数之比称为该风向的频率,以百分率（%）表示。

主导风向：给定时段内出现频率最高的风向。

风向玫瑰图：根据风的观测记录结果，用极坐标表示不同风向相对频率的图。

风速：单位时间内空气移动的距离。通常指单位时间内空气的水平位移，空气运动速度的取值，一般有以下两种：瞬时风速，相对于无限小的时段，即某一瞬间的阵风速度；平均风速，相对于有限时段，通常指2、10min等的平均情况。

平均风速：给定时段内风速的平均值。时段通常指时、日、月、年等。

有效小时数：某一测点全年测风序列中风速在风电机组切入和切出之间的累计小时数。气象部门前期也用风速3～25m/s区间来统计。

最大风速：给定观测时段内10分钟平均风速的最大值。观测时段通常指时、日、月、季或年。最大风速的确定是从 给定时段内统计任意10分钟平均风速的最大值。

极大风速：给定时段内3秒钟平均风速的最大值。

风垂直切变：风矢量在垂直方向上的空间变化。一般用幂定律拟合计算风切变指数，其值的大小即表明了风速垂直变化的强度。根据风切变指数和仪器安装高度测得的风速可以推算出近地层任意高度的风速。

风廓线：风矢量在垂直方向上的变化形态，通常以对数或幂指数关系来描述。

风速分布：用来表示风速概率分布的函数（簇）。

威布尔（Weibull） 分布：用于描述风速分布的概率函数，是一个单峰的2参数或3参数分布函数簇。

空气密度：单位体积的空气质量，单位是kg/m³。空气密度随海拔高度增加而递减，随水汽压增大而减小。

风能：空气运动的动能。

风能玫瑰图：用极坐标来表示不同方位风能相对大小的图。

风功率密度：单位时间内风通过单位垂直投影截面积的能量。

50年一遇最大风速( )：重现期为50年的最大设计风速。

有效风功率密度：风电机组切入风速与切出风速之间单位风轮面积上的风能功率。做风能资源评价时可与风速有效小时数配合使用。

湍流强度：表示风速波动性的一个量，以某时段采样风速的均方根与平均风速的比值表示。

风能分区：根据风功率密度把某一地理区域划分成若干风能区。风能分区的目的在于阐明某地属于何种风能类型。

风能资源评价：通过对某一区域的风速、风向观测时间序列进行分析，估算出该区域的风能资源储量，并对其风能资源多寡、质量和分布状况作出判断、评价。

与风电机组相关的一些概念主要有：

风力发电：是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

风电场： 由若干风力发电机组组成的具有一定规模的发电场所称为风电场。

风电机：是指将风的动能转换为另一种形式能的旋转机械。

风电机组：是指将风的动能转换为电能的系统。

额定风速：是指风力机达到额定功率输出时规定的风速。

切入风速：是指风力机开始发电时，轮毂高度处的最低风速。

切出风速：是指风电机组保持额定功率输出时，轮毂高度处的最高风速。

风电功率：某一时刻，风电机组输出或消耗的电量，输出为正，消耗为负。

输出功率：是指风力发电机组随时输出的电功率。

额定功率：是指正常工作条件下，风力发电机组的设计要达到的最大连续输出电功率。

最大功率：是指在正常工作条件下，风力发电机组输出的最高净电功率。

与风电场运行相关的概念主要有：

风机可利用率：风机可利用率是指统计周期内除去风机因定期维护或故障时数后剩余时数与总时数除去非设备自身责任停机时数后剩余时数的百分比。

风电场可用系数：风电场可用系数是指统计周期内的风电场机组可用小时数与日历小时数的比值。

单机发电量：是指统计周期内单台风机出口处计量的输出电能。

风电场发电量：是指统计周期内每台风机出口处计量的输出电能总和。

上网电量：是指统计周期内风电场与电网关口表计量的风电场向电网输送的电能，单位：千瓦时（KW•h）。

单机等效利用小时数：是指统计周期内单台风机的发电量折算到该机组满负荷运行条件下的发电小时数，等效利用小时数也称作等效满负荷发电小时数。

风电场等效利用小时数：是指统计周期内的风电场发电量折算到全部机组满负荷运行条件下的发电小时数。

单机容量系数：是指在统计周期内单机发电量和其同期满负荷运行条件下发电量的比值。

风电场容量系数：是指在统计周期内风电场发电量和同期全部机组满负荷运行条件下发电量的比值。

本课程的任务是使学员掌握风能资源开发与利用方面的基本理论、基本知识及基本技术，掌握风能资源开发利用的技术，培养学员应用风能资源开发技术为综合利用风能资源服务的能力，为解决能源需求和开发风能资源打好必要的基础。