正常风廓线模型（NWP）

正常风廓线模型（Normal Wind Profile Model, NWP）是一种用于描述大气中风速随高度变化的数学模型。

在风力发电机领域具有重要应用，主要用于风能资源评估、风机设计和优化、以及风电场运行管理。

NWP模型假设风速随高度增加而增加，通常符合对数律或幂律分布，在风电领域主要应用幂律分布。

风廓线v_Z表示的是平均风速随离地高度Z变化的函数，正常风廓线幂律分布得出。

v_hub为轮毂高度处风速；z_hub 为轮毂高度；α为风切变指数。

α是幂律模型中的关键参数，其取值与地表粗糙度和大气条件有关。

平坦开阔地形（如草地）： α≈0.14；

粗糙地形（如森林或城市）： α≈0.25；

海上（海洋表面）：α≈0.10。

IEC标准推荐值：在标准中，通常采用 α=0.2 作为默认值，用于简化计算。

IEC标准中的正常风模型（NWP）是描述风速随高度变化的核心工具，广泛应用于风力发电机组的设计、载荷计算和风能资源评估。

通过对数律或幂律模型，可以准确预测不同高度的风速分布，为风机的安全性和性能优化提供重要依据。

然而，在实际应用中，需结合具体场地的地形和大气条件，对模型进行适当调整和验证。

模型考虑地表粗糙度对风速的影响，粗糙地表会降低近地面风速。

大气稳定性（稳定、中性或不稳定）也会影响风廓线形状。

下图是轮毂处平均风速为3米每秒的NWP模型。

在IEC61400-1标准的工况表里，NWP模型主要用在DLC2.5、3.1和4.1工况启停机工况的疲劳统计。