風(fēng)資源測(cè)量和評(píng)估測(cè)風(fēng)系統(tǒng)選址

對(duì)已經(jīng)有風(fēng)能資源數(shù)據(jù)利用地形標(biāo)志物場(chǎng)址考查測(cè)風(fēng)塔定位測(cè)風(fēng)系統(tǒng)選址實(shí)例測(cè)風(fēng)系統(tǒng)選址第1頁(yè)選址主要目標(biāo)：確定風(fēng)能資源有潛力地域而且還具備開發(fā)風(fēng)能其它條件。選址工作分三個(gè)步驟:①確定有風(fēng)能開發(fā)潛力地域;②對(duì)候選場(chǎng)址調(diào)查和排序;③在候選場(chǎng)址內(nèi)選擇實(shí)際立塔位置。

對(duì)已經(jīng)有風(fēng)能資源數(shù)據(jù)利用第2頁(yè)在選址前期，已經(jīng)有風(fēng)能資源數(shù)據(jù)含有較高利用價(jià)值，它是買際風(fēng)況統(tǒng)計(jì)。大多數(shù)風(fēng)資源歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)目標(biāo)不是為了風(fēng)能評(píng)定，而是相對(duì)平坦或低海拔地域居民點(diǎn)附近普通情況。所以，對(duì)分析人員來講，這些資料主要作用是提供了所分析地域風(fēng)能資源總體描述。對(duì)已經(jīng)有風(fēng)能資源數(shù)據(jù)利用第3頁(yè)風(fēng)資料普通起源包含當(dāng)?shù)貧庀蠓?wù)站、機(jī)場(chǎng)、環(huán)境保護(hù)、電力系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)，在搜集風(fēng)資料時(shí)應(yīng)該多聯(lián)絡(luò)幾家機(jī)構(gòu)，以取得能覆蓋所要地域全部資料或能提供風(fēng)能資源特征全部統(tǒng)計(jì)。對(duì)已經(jīng)有風(fēng)能資源數(shù)據(jù)利用第4頁(yè)內(nèi)蒙古化德縣6#風(fēng)電場(chǎng)一期（45MW）

參證氣象站與擬建風(fēng)電場(chǎng)相關(guān)性分析此次所選參證氣象站是化德縣氣象站，該氣象站距化德縣6#風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)區(qū)較近。氣象站周圍地形也比較平坦，海拔高度為1482.7m。與擬建風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)區(qū)地形相近。它們之間并無(wú)高山等障礙物阻擋，該氣象站觀察項(xiàng)目較為齊全，大部分項(xiàng)目有30年以上觀察統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)系列，代表性好。所以，該氣象站基本符合作為此次參證氣象站要求。第5頁(yè)化德縣氣象站風(fēng)能資源分析

1.氣象站基本資料化德縣氣象站建站于1952年。所使用儀器為EL型電接風(fēng)速儀，從開始更換為EZC-1型風(fēng)向、風(fēng)速傳感器。從1952年建站以來未進(jìn)行過大規(guī)模、長(zhǎng)距離搬遷，觀察場(chǎng)環(huán)境也未發(fā)生較大改變。氣象站基本情況一覽表第6頁(yè)化德縣氣象站風(fēng)能資源分析

據(jù)氣象站近30年觀察資料統(tǒng)計(jì)：年平均風(fēng)速3.27m/s；最大風(fēng)速20.3m/s；年平均氣溫2.8℃；年平均氣壓851.5hpa；極端最高氣溫35.5℃；極端最低氣溫-35.9℃；最大凍土深度253cm；最多雷暴天數(shù)3.49天。第7頁(yè)化德縣氣象站風(fēng)能資源分析

2.氣象站風(fēng)能資料分析（1）平均風(fēng)速年際改變和多年逐月平均風(fēng)速?gòu)脑撜?976年至共30年測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)來看，風(fēng)速年際改變較大，30年平均風(fēng)速3.27m/s,其中最大年平均風(fēng)速為4.1m/s，最小年平均風(fēng)速為2.6m/s。第8頁(yè)化德縣氣象站風(fēng)能資源分析

（2）氣象站多年平均風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì)化德縣氣象站1976年至多年平均主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)閃、WNW，頻率分別為17.6%、17%。

第9頁(yè)化德縣氣象站風(fēng)能資源分析

（3）風(fēng)能資源情況鄂托克旗風(fēng)能資源較為豐富，該地域年平均風(fēng)速3.27m/s，風(fēng)速含有風(fēng)力強(qiáng)、且相對(duì)穩(wěn)定特點(diǎn)，主導(dǎo)風(fēng)向依次為W、WNW、NW向，風(fēng)向穩(wěn)定。第10頁(yè)區(qū)域風(fēng)能資源評(píng)定資料能夠從《中國(guó)風(fēng)能資源圖譜》得到。中國(guó)氣象局風(fēng)能資源評(píng)定中心正在進(jìn)行高分辨率中國(guó)風(fēng)能資源圖譜繪制工作。一、區(qū)域風(fēng)能資源資料第11頁(yè)風(fēng)能資源評(píng)定按風(fēng)功率密度劃分為1-7級(jí)，每個(gè)級(jí)別代表了離地面一定高度風(fēng)功率密度或?qū)?yīng)平均風(fēng)速范圍。表3-1定義了離地面30m和50m高度依據(jù)平均風(fēng)功率密度和平均風(fēng)速上限劃分級(jí)別。一、區(qū)域風(fēng)能資源資料第12頁(yè)一、區(qū)域風(fēng)能資源資料第13頁(yè)普通地說，4級(jí)以上等級(jí)對(duì)安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都適合。3級(jí)地域適合安裝輪轂高度較高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。2級(jí)地域是邊界地域，1級(jí)地域不適合開發(fā)風(fēng)能。一、區(qū)域風(fēng)能資源資料第14頁(yè)假如要嚴(yán)格檢驗(yàn)所選場(chǎng)址測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，應(yīng)該確定測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)以下幾個(gè)原因:①場(chǎng)址位置;②周圍地形;③風(fēng)速計(jì)高度和方位，④觀察類型(瞬時(shí)或平均);⑤統(tǒng)計(jì)時(shí)間段。二、詳細(xì)場(chǎng)址測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)第15頁(yè)

周圍地形相對(duì)平坦數(shù)據(jù)比較有代表性,大多數(shù)機(jī)場(chǎng)觀察設(shè)備都鄰近跑道，周圍地形開沒有障礙。因?yàn)轱L(fēng)會(huì)受到建筑物影響，觀察設(shè)備在建筑物頂部位置時(shí)所測(cè)數(shù)據(jù)可能不夠準(zhǔn)確。二、詳細(xì)場(chǎng)址測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)第16頁(yè)平均風(fēng)速隨高度改變規(guī)律稱為風(fēng)剪切或風(fēng)速廓線，風(fēng)速廓線可采取對(duì)數(shù)律分布。二、詳細(xì)場(chǎng)址測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)第17頁(yè)在平坦開闊地形中推算風(fēng)速廓線時(shí)，風(fēng)切變指數(shù)初值常取0.143，即1/7冪律。但在植物較多表面且風(fēng)速靠近中等時(shí)(即低7m/s)，指數(shù)通常比較大。測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)應(yīng)該最少確保一個(gè)完整年，而且在此期間內(nèi)最少90%數(shù)據(jù)資料是連續(xù)。二、詳細(xì)場(chǎng)址測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)第18頁(yè)分析地形圖是選址工作順利進(jìn)行有效方法，是確定適當(dāng)?shù)匦翁卣髯詈觅Y料。對(duì)于地形圖分析，應(yīng)盡可能識(shí)別可能比周圍地域有更高平均風(fēng)速特征·這種方法在相關(guān)歷史風(fēng)速資料較少或完全沒有地域尤其主要。地形標(biāo)志物第19頁(yè)風(fēng)速較大特征包含:①山脊走向垂直于盛行風(fēng)向;②在給定地域內(nèi)最高位置;③當(dāng)?shù)仫L(fēng)經(jīng)過漏斗形通道位置。地形標(biāo)志物第20頁(yè)。第21頁(yè)應(yīng)避開特征包含較高地形上風(fēng)向和下風(fēng)向、山脊背風(fēng)面、尤其陡峭地形，這些情況有可能增加湍流強(qiáng)度。地形標(biāo)志物第22頁(yè)從地形圖上也能夠初步了解場(chǎng)址其它情況:①可用土地范圍位置;②已經(jīng)有道路和居民區(qū)；③地貌(如森林等)，④政區(qū)邊界限;⑤公園;⑥是否靠近輸電線路。依據(jù)對(duì)風(fēng)能資源預(yù)計(jì)和綜合開發(fā)潛力對(duì)候選場(chǎng)址作初步排序。地形標(biāo)志物第23頁(yè)對(duì)含有潛力全部地域進(jìn)行實(shí)地考查，考查內(nèi)容主要包含:①可用土地范圍;②當(dāng)前土地用途，③障礙物位置④長(zhǎng)久在強(qiáng)風(fēng)作用下樹木變形況;⑤進(jìn)場(chǎng)路徑;⑥對(duì)當(dāng)?shù)鼐坝^潛在影響;⑦用于數(shù)據(jù)傳輸手機(jī)信號(hào)可靠性;⑧測(cè)站可能位置。場(chǎng)址考查第24頁(yè)考查時(shí)，應(yīng)該用該地域地形圖標(biāo)出是否有上述內(nèi)容，用全球定位系統(tǒng)（GPs)接收器統(tǒng)計(jì)觀察站位置坐標(biāo)(緯度、經(jīng)度、海拔)。用攝像機(jī)或攝影機(jī)統(tǒng)計(jì)，以備未來參考或演示。在現(xiàn)場(chǎng)要確定土壤條件，方便未來立拉繩式測(cè)風(fēng)塔時(shí)選擇適當(dāng)?shù)劐^形式。場(chǎng)址考查第25頁(yè)對(duì)候選風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查勘時(shí)，需要了解搜集風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力資源可開發(fā)規(guī)模、電網(wǎng)、交通運(yùn)輸、地理地質(zhì)、當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)情況等方面情況，并對(duì)候選風(fēng)電場(chǎng)作為風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)規(guī)模、開發(fā)潛力做出初步判斷。

場(chǎng)址考查第26頁(yè)選擇側(cè)風(fēng)塔準(zhǔn)確位里要遵照兩條主要標(biāo)準(zhǔn):①盡可能遠(yuǎn)離障礙物;②選擇位置能夠代表場(chǎng)址主要范圍。測(cè)風(fēng)塔定位第27頁(yè)

案例分析第28頁(yè)

案例分析第29頁(yè)立塔地點(diǎn)靠近障礙物如樹林或建筑物。對(duì)分析風(fēng)況有負(fù)面影響這些影響存在能夠改變對(duì)風(fēng)能資源、風(fēng)切變和湍流程度大小。假如傳感器必須在障礙物附近，那么在盛行風(fēng)向上距障礙物水平距離應(yīng)大于隆礙物高度10倍。測(cè)風(fēng)塔定位第30頁(yè)

測(cè)風(fēng)塔定位第31頁(yè)

測(cè)風(fēng)塔定位第32頁(yè)測(cè)風(fēng)塔代表性選址

風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔安裝時(shí)應(yīng)設(shè)在最能代表風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源位置上，需遠(yuǎn)離高大樹木和障礙物，假如測(cè)風(fēng)塔必須位于障礙物附近，則在盛行風(fēng)向下風(fēng)向與障礙物水平距離不應(yīng)小于該障礙物高度10倍處安裝，假如測(cè)風(fēng)塔必須設(shè)置在樹木密集地方，則最少應(yīng)高出樹木頂端10m。第33頁(yè)測(cè)風(fēng)塔代表性選址

障礙物對(duì)風(fēng)速影響第34頁(yè)測(cè)風(fēng)塔代表性選址

對(duì)于不一樣地形，含有代表性測(cè)風(fēng)塔位置選取方法也不一樣。1、平坦地形平坦地形是指在風(fēng)電場(chǎng)區(qū)及周圍半徑范圍5km內(nèi)其地形高度差小于50m，同時(shí)地形最大坡度小于3°地形。平坦地形在場(chǎng)址范圍內(nèi)同一高度層上風(fēng)速分布是均勻，風(fēng)廓線僅與地面粗糙度相關(guān)。依據(jù)平坦地形氣流運(yùn)動(dòng)機(jī)理，含有均勻粗糙度平坦地形在場(chǎng)中央安裝測(cè)風(fēng)塔即可。地表粗糙度發(fā)生變化時(shí)風(fēng)廓線形狀分為上下兩部分，分別對(duì)應(yīng)上、下游地表風(fēng)廓線形狀，在中間銜接發(fā)生急劇改變，測(cè)風(fēng)塔應(yīng)避開此類地域，在地表粗糙度改變前和改變后分別安裝測(cè)風(fēng)塔。對(duì)有障礙物時(shí)，測(cè)風(fēng)塔安裝時(shí)應(yīng)避開盛行風(fēng)向上風(fēng)向，障礙物外側(cè)和尾流區(qū)，預(yù)防湍流使得測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)偏小，失去真實(shí)性。第35頁(yè)測(cè)風(fēng)塔代表性選址

2、隆升地形隆升地形對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生加速作用，普通在脊峰處氣流速度到達(dá)最大。在盛行風(fēng)向吹向隆升地形時(shí)，山腳風(fēng)速最小，山頂風(fēng)速最大，半山坡風(fēng)速趨于中間，普通為了更大程度利用風(fēng)能資源，風(fēng)機(jī)排布均布置在山脊上，所以應(yīng)在山脊頂部安裝測(cè)風(fēng)塔，同時(shí)該處位置相對(duì)于周圍區(qū)域位置較高，不會(huì)因?yàn)槭艿街車襟w遮擋而影響測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)真實(shí)性。第36頁(yè)測(cè)風(fēng)塔代表性選址

3、低凹地形低凹地形氣流運(yùn)動(dòng)只有在盛行風(fēng)向與低凹地形走向一致，低凹地形內(nèi)氣流方能加速，適宜建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)，不然谷內(nèi)氣流改變較復(fù)雜，不宜建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)，故應(yīng)將測(cè)風(fēng)塔設(shè)在低凹地形盛行風(fēng)向上風(fēng)入口處，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)才含有代表性，然后依據(jù)氣流運(yùn)動(dòng)機(jī)理和風(fēng)速場(chǎng)數(shù)學(xué)模型估測(cè)出其它地段風(fēng)速。第37頁(yè)測(cè)風(fēng)塔代表性選址

對(duì)于比較復(fù)雜地形需要更詳細(xì)分析，同時(shí)應(yīng)該依據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料，測(cè)風(fēng)塔選址應(yīng)避開土質(zhì)較松，地下水位較高地段，預(yù)防在施工中發(fā)生塌方，出水等安全事故。測(cè)風(fēng)塔代表性選址不但僅只受到地形條件影響，還受到其它條件影響與限制，如場(chǎng)地植被、場(chǎng)地建設(shè)條件、交通運(yùn)輸條件等。第38頁(yè)測(cè)風(fēng)塔代表性選址

1、場(chǎng)地植被因?yàn)楦叽笾脖粚?duì)風(fēng)速阻擋作用，所以測(cè)風(fēng)塔選址應(yīng)該盡可能防止周圍有高大植被，或者位于茂密樹林附近，減小對(duì)測(cè)風(fēng)塔湍流擾動(dòng)和尾流影響。測(cè)風(fēng)塔位置應(yīng)盡可能選在周圍無(wú)高大植被且粗糙度較一致開闊地帶。第39頁(yè)測(cè)風(fēng)塔代表性選址

2、場(chǎng)地建設(shè)條件

現(xiàn)主流測(cè)風(fēng)塔高度普通為70m或80m，有4~5層拉線，最外層拉線距中心基礎(chǔ)約為40~50m，所認(rèn)為了確保測(cè)風(fēng)塔有足夠建設(shè)場(chǎng)地，測(cè)風(fēng)塔場(chǎng)址應(yīng)選在場(chǎng)地開闊處，有足夠場(chǎng)地面積進(jìn)行測(cè)風(fēng)塔施工建設(shè)及材料存放，同時(shí)場(chǎng)地坡度不應(yīng)太大。若地表有巖石存在，則應(yīng)做好統(tǒng)計(jì)，可能存在人工爆破。第40頁(yè)測(cè)風(fēng)塔代表性選址

3、交通運(yùn)輸條件便捷交通運(yùn)輸條件對(duì)于測(cè)風(fēng)塔設(shè)備運(yùn)輸安裝和施工非常有利，降低了人工搬運(yùn)成本與建造時(shí)間，所以在測(cè)風(fēng)塔代表性選址時(shí)，交通運(yùn)輸條件是不得不考慮一個(gè)原因。第41頁(yè)測(cè)風(fēng)塔數(shù)量選擇

對(duì)于平坦且場(chǎng)地粗糙度一致地形而言，只需在場(chǎng)地中央位置設(shè)置一座高度大于以后風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)輪轂高度測(cè)風(fēng)塔，若場(chǎng)地有粗糙度發(fā)生急劇改變區(qū)域，則應(yīng)在改變前后區(qū)域分別設(shè)置測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)。對(duì)于隆升地形和低凹地形等復(fù)雜地形而言，應(yīng)依據(jù)場(chǎng)地大小、主導(dǎo)風(fēng)向和地形地貌增加測(cè)風(fēng)塔數(shù)量，使測(cè)風(fēng)塔所代表區(qū)域能夠覆蓋整個(gè)風(fēng)場(chǎng)。當(dāng)?shù)匦伪容^復(fù)雜時(shí)，應(yīng)在不一樣地形代表區(qū)域進(jìn)行加密測(cè)風(fēng)，以取得更可靠風(fēng)資源數(shù)據(jù)。第42頁(yè)測(cè)風(fēng)塔數(shù)量選擇

依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不一樣地形條件下測(cè)風(fēng)塔代表性區(qū)域參考范圍：平坦地形：粗糙度較一致5~6km較復(fù)雜地形：丘陵、起伏山巒或粗糙度改