2016风资源复习解析.ppt

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1、2016风资源复源复习解析解析o大气边界层()o定义：大气边界层位于对流层的最底部，由于直接与地面相贴而强烈受到辐射增热、水汽交换、物质扩散各种交换作用和地形的影响，即直接受地面影响的那部分对流层，称为。它响应地面的作用，而且时间尺度为1小时或者更短。2021/1/42场址选择场址选择o以下是选择风电工程场址的首要考虑因素：以下是选择风电工程场址的首要考虑因素：o1.风资源风资源o这几乎永远是最关键的因素，因为资源越好，潜在的发电量和收益就越高。开展风况监这几乎永远是最关键的因素，因为资源越好，潜在的发电量和收益就越高。开展风况监测工作之前，开发商必须考虑区域风资源信息，以确认潜在的有吸引力的

2、场址。测工作之前，开发商必须考虑区域风资源信息，以确认潜在的有吸引力的场址。2021/1/43o2.2.可用多风区可用多风区o有充分资源、可安装风力机的区域越大，风电工程就可以越大。可用多风区经常受限于有充分资源、可安装风力机的区域越大，风电工程就可以越大。可用多风区经常受限于地形。地形。o3.3.与已有输电线路的邻近情况与已有输电线路的邻近情况o建设新线路把风电工程与已有输电网相连的成本和风险是一个实质性因素。一般来说，建设新线路把风电工程与已有输电网相连的成本和风险是一个实质性因素。一般来说，风电工程开发商会尽量减小新线路的覆盖距离。风电工程开发商会尽量减小新线路的覆盖距离。2021/1/

3、44o4.4.通行道路通行道路o开发商应考虑以现有道路和小路用卡车运输风况监测设备是否可行，以及是否需要铺设开发商应考虑以现有道路和小路用卡车运输风况监测设备是否可行，以及是否需要铺设新路或改造现有道路以支持最终的风电机组运送。新路或改造现有道路以支持最终的风电机组运送。2021/1/45o5.5.土地覆被土地覆被o如果其他情况都相同，则森林覆盖地形的开发费用会高于其他地形，因为需要清除树木如果其他情况都相同，则森林覆盖地形的开发费用会高于其他地形，因为需要清除树木来架设测风塔和最终的风力机，修建辅助道路和满足风电场的其他需要。相反，有些土来架设测风塔和最终的风力机，修建辅助道路和满足风电场的

4、其他需要。相反，有些土地覆被，如牧场，则特别适于风电开发。地覆被，如牧场，则特别适于风电开发。2021/1/46o6.6.土地利用限制土地利用限制o有些区域土地不能使用，原因各种各样，如军用或野生动物保护等，这类限制会使有些有些区域土地不能使用，原因各种各样，如军用或野生动物保护等，这类限制会使有些场址不能考虑或限制可用面积。场址不能考虑或限制可用面积。o7.7.与居民区邻近的情况与居民区邻近的情况o居民会担心风力机产生过多的噪音或破坏景观。很多地区把这些担心写进了法规，要求居民会担心风力机产生过多的噪音或破坏景观。很多地区把这些担心写进了法规，要求风力机避让已有房屋或其他建筑物。风力机避让已

5、有房屋或其他建筑物。2021/1/47o8.8.文化、环境和其他关注文化、环境和其他关注o这些问题可能延伸到官方指定的限制区域外，例如，出于历史或宗教原因有些场址对某这些问题可能延伸到官方指定的限制区域外，例如，出于历史或宗教原因有些场址对某些特定人群特别重要，有的可能是当地社区认为的特别景点或具有美学价值。尽管这些些特定人群特别重要，有的可能是当地社区认为的特别景点或具有美学价值。尽管这些问题并不严格否决工程开发，但却可能导致公众反对并妨碍开发进程和增加成本。问题并不严格否决工程开发，但却可能导致公众反对并妨碍开发进程和增加成本。2021/1/48声学风速计o没有运动部件，用探测固定点之间传

6、输的超声波速度的变化测量风速和风向。o优点是无机械摩损，对快速波动的风速和风向的响应更好。o缺点是尺寸大些，雨、雪、霜、雾、沙尘会影响测量，使输出误差加大。昂贵，需要更多电力。采用探头加热技术，可防止冰雪对传感器造成的影响，以适合在恶劣天气条件下使用。2021/1/49o时差法通过超声波在空气中的传播速度来测量风速，顺风传播速度快，逆风传播速度慢，风速为零时双向速度一样。o上图就是超声波风速风向仪，在上方有四个超声波探头，每个探头即可发送超声波也能接受超声波，相对的两个探头是一组。每一组探头可测出相对方向的风速，两组探头联合则可测出具体的风速与风向。2021/1/410距离常数o它是风速计对风

7、速急剧变化需要多久才能做出响应的测度。o它定义为风速计记录下风速瞬时变化63%时，一个圆筒形体积的空气通过风速计的距离。o与其他风速计相比，距离常数较大的风速计会高估湍流条件下的平均风速。这是因为它往往对风速上升的响应快于对风速下降的响应。2021/1/411空气温度o温度传感器通常有三个部件：转换器、接口设备和辐射防护罩。o测量通常在地面之上2-3m或轮毂高度附近进行，或在两个高度都测量。2021/1/412数据存储没备o数据处理和存储o数据处理和储存的方法随数据记录器而异。o记录和储存数据的常用格式有两种：环形存储器和满停存储器。2021/1/413o1环形存储器o一旦可用存储器已经充满到

8、全容量，最新数据记录将覆盖最早的数据。o2满停存储器o一旦存储器已经充满到全容量，其他数据就不能再存入。它会使数据记录停止。2021/1/414存储设备o多数制造商对数据储存设备都提供几个选项。最常见的选项见表4-6。2021/1/4152021/1/416测风塔和传感器支持硬件o测风塔o风资源监测塔多种多样。它的结构有两种基本类型：圆筒式和桁架式。o圆筒塔是一个中空简体或几个头尾相接的筒体，而桁架塔是三个或四个用支柱互联的分段撑杆。2021/1/417设备采购设备采购o首先，确定测风塔数量、类型、高度，需要测量的参数，数据采样和记录时间间隔。首先，确定测风塔数量、类型、高度，需要测量的参数，

9、数据采样和记录时间间隔。o其次，确定传感器类型和数量（包括备件），传感器需要的安装梁、电缆和硬件；数据其次，确定传感器类型和数量（包括备件），传感器需要的安装梁、电缆和硬件；数据记录器处理要求以及数据传输方法（人工还是远程），同时考察场址的正常和极端气候记录器处理要求以及数据传输方法（人工还是远程），同时考察场址的正常和极端气候条件，以确保设备能全年可靠运行。条件，以确保设备能全年可靠运行。2021/1/418o最后，需要得到满足项目目标的成套设备报价，保修信息、产品支持参数信息、交货期最后，需要得到满足项目目标的成套设备报价，保修信息、产品支持参数信息、交货期等，并对不同供货商进行比较。有些

10、供货商对产品提供综合支持，有些提供培训服务，等，并对不同供货商进行比较。有些供货商对产品提供综合支持，有些提供培训服务，这些都是比较宝贵的资源。这些都是比较宝贵的资源。2021/1/419设备验收试验和现场准备设备验收试验和现场准备o验收试验验收试验o设备到达，立即检查有无损坏或部件丢失等，检查形成文件形式，不满足条件的设备返设备到达，立即检查有无损坏或部件丢失等，检查形成文件形式，不满足条件的设备返厂更换。厂更换。2021/1/420（1）数据记录器）数据记录器o1)与传感器连接前先接地，以防静电放电损坏；与传感器连接前先接地，以防静电放电损坏；o2)给数据记录器通电，检查系统的各个电压；给

11、数据记录器通电，检查系统的各个电压；o3)如可能，按制造商说明建立和激活通信账号及电子邮件服务；如可能，按制造商说明建立和激活通信账号及电子邮件服务；o4)先连接接地线，然后用屏蔽电缆把所有传感器接到数据记录器端子；先连接接地线，然后用屏蔽电缆把所有传感器接到数据记录器端子；o5)确认所有传感器输入都运行正常；确认所有传感器输入都运行正常；o6)确认记录器数据采集和数据传输过程。确认记录器数据采集和数据传输过程。2021/1/421设备例行维护指南o手册中应给出所有需要例行维护的设备名单及其维护指南。o例行维护任务可分为两类：o1.与测风塔结构、支撑和接地有关的任务o2.与仪器及数据采集系统有

12、关的任务。o下面列出每类需要完成的典型任务。2021/1/4221测风塔结构、支撑和接地o(1)地锚状态o1)检查是否有锈蚀和损坏迹象；o2)评估地锚随时间移动的情况；o3)检验地锚连接的整体性。例如，如果连接点附近有动物挖洞，则地锚抵抗力可能会变化。2021/1/423o(2)拉线状态o1)按照制造商指南检查拉线张力是否适当，如果需要，将拉线收紧；o2)检查拉线及其连接点是否有锈蚀迹象；o3)保证所用拉线夹数量正确，确保拉线及线夹状态良好。2021/1/424(3)杆塔状态o1)检查是否有锈蚀和损坏迹象；o2)确保秆塔是垂直的；o3)对于圆筒塔，检查各塔段之间连接点处是否有扩口迹象；o4)检

13、查底板或基础，确保没有下沉或被破坏，即没有损坏。o(4)接地系统o确认接地系统连接正确、电气接触状态良好。2021/1/4252仪器和数据采集系统o(1)传感器o1)检查传感器安装梁和仪器支柱，确保它们水平或垂直，且状态良好；o2)安装梁可能滑动或旋转；确保所有安装梁高度及指向正确；o3)更换那些经过数据分析显示可能退化或损坏的传感器；2021/1/426o4)定期更换风向标和风速计，把它作为预防性维护计划的一部分；典型的更换计划是两年一次；为保证数据记录的连续性，一次巡查通常只更换同一高度一对传感器中的一个；o 5)有些类型的风速计需要进行周期性整修，如更换滚珠轴承。2021/1/427o(

14、2)数据采集系统o1)检查记录器和外壳，查找是否有腐蚀、损坏、潮湿以及啮齿动物或昆虫出现的迹象；o2)检查接线板，确保传感器连接良好；o3)检查蓄电池电压，需要时更换蓄电池；2021/1/428o4)如果用太阳能系统给蓄电池充电，应清洁太阳能电池板并检查它们的对准情况，并检查太阳能板、连线和电器连接是否有裂纹并确认它们的防水性能；o5)如果使用柴油机或其他发电机，应该对其进行测试并加油。2021/1/429备件清单o运行和维护计划必须预估设备故障或损坏情况。o为使停运时间最短，应保证备件库存充足，满足场址巡查期间使用。库存应包括测风塔上的设备，诸如传感器、横梁及配套的安装硬件。2021/1/4

15、30o在确定需要的库存时应考虑以下几点：o1监测网终的规模o备件库存的规模部分取决于监测网络中测风塔的数量。o例如：有6个测风塔的网络所需部件库存应足够装备2个塔。对于这种规模或更大的网络，还建议库存包含一个备用的数据记录器和远程通信设备。2021/1/431o 2环境条件o在易出现极端天气的区域，测风塔应配备额外备件。推荐的额外备件包括风速计、风向标和安装传感器的横粱。2021/1/432o3设备可得性o对于那些供货商配货需要更长提前时间的物品，需要增加其备品库存。o数据记录器和传感器等关键设备的周转时间至关重要。2021/1/433o4运行和维护历史o需要根据每个场址项目经验调整库存。有时

16、传感器损坏比预期频繁，就需要增加备品。2021/1/434o 5恶意破坏o安装在靠近地面的设备，如太阳电池板和接地系统，可能会被破坏或偷走。o如果不需经常进入提取数据，可考虑将基站设备安装在塔的更高位置，使它不易到达。o如果恶意破坏是一关注点，可在塔基周边装设护栏。2021/1/435验证程序o验证程序的设计目的是筛选每个测量参数，并标注出需要校验的可疑数据。o两大类：一般性系统检验和测量参数检验。2021/1/4361一般性系统检验o下面介绍两个简单的测试以评估所收集数据的完整性：o1)数据记录。数据域的数量必须与每个记录的测量参数的预期数量相等。o2)时间序列。检查每个数据记录的时间和日期

17、标识，看有没有缺失或超出序列的数据。2021/1/4372测量参数检验o测量参数检验通常包括：范围检验、相关性检验和趋势检验。o按顺序进行这些检验，数据通过所有这三个检验后，才被认定是有效的。2021/1/438o1)范围检验。o在进行范围检验时，将测量数据与允许的上下限值比较，这是最简单和最常用的检验方式。2021/1/4392)相关性检验o这一检验取决于测量参数之间的关系。o例如，相似高度的风速应该相近；不同高度间的风切变应在合理范围内。相同高度上的一对传感器的比较是非常有价值的。o表2给出了10数据相关性检验判据的示例。2021/1/440o3)趋势检验o根据数值随时间的变化率来检验。o表3给出趋势检验判据示例。实际的阈值应尽可能根据场址情况进行调整。2021/1/441o除了这些标准检验外，有两种情况通常需要特殊标记：塔影和结冰。o(1)塔影o当两个风速计的相关性检验失败，而风来自某一方向使得其中一个风速计处在测风塔的下风向时，就认定为塔影。2021/1/442处理可疑数据的参考：o1)编制数据验证报告，列出所有可疑数据，列出此数值不合理的检验指标。o2)为无效数据设定代码，说明可疑原因。2021/1/443o3)备用传感器数据通过了检验指标，可剔除将原数据替换。o4）在日志文件中，保存每个监测场址所有数据校验操作的完整记录。2021/1/4442021/1/445