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浅谈风电场测风塔选址

作者:易发棋牌最新网站 发布时间:2020-08-21 11:09 点击数:

  浅谈风电场测风塔选址_能源/化工_工程科技_专业资料。浅谈风电场测风塔选址 p 笔者先后到张掖、肃北、阿克塞等地区实地勘察和走访进行风场选址,总 结了一些经验,抛砖引玉,供大家交流。 1、以张掖地区为例浅析风成因 张掖地区海拔 1,500 公尺左右,属河

  浅谈风电场测风塔选址 p 笔者先后到张掖、肃北、阿克塞等地区实地勘察和走访进行风场选址,总 结了一些经验,抛砖引玉,供大家交流。 1、以张掖地区为例浅析风成因 张掖地区海拔 1,500 公尺左右,属河西走廊三个独立的内流盆地之——黑 河水系,大部分为山前倾斜平原,属大陆性气候,气候特点是干燥少雨。 1.1 风成因浅析 张掖地区境内地势平坦、 土地当大范围水平气压场比较弱时,在山区白天地 面风常从谷地吹向山坡,晚上地面风常从山坡吹向谷地,这就是山谷风。山谷风 是由于山地热力因子形成的,白天因坡上的空气比同高度上的自由大气增热强 烈,于是暖空气沿坡上升,成为谷风,谷地上面较冷的自由大气,由于补偿作用 从相反方向流向谷地,称为反谷风。夜间由于山坡上辐射冷却,使邻近坡面的空 气迅速变冷,密度增大,因而沿坡下滑,流入谷地,成为山风,谷底的空气因辐 合而上升,并在谷地上面向山顶上空分流,称为反山风,形成与白天相反的热力 环流。 1.2 “狭管效应” 张掖地区南枕祁连山,北依合黎山、龙首山,黑河贯穿全境,形成南北山夹 一谷的地形,成为东西风的通道。当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时,由 于空气质量不能大量堆积,于是加速流过峡谷,风速增大。当流出峡谷时,空气 流速又会减缓。这种峡谷地形对气流的影响,由狭管效应而增大的风,称为峡谷 风或穿堂风。 2、地形地貌对风的影响 2.1 地形的分类 对于适合建设风电场的地形主要是平坦地形和复杂地形。 风电场的平坦地形 是指区域及周围 5 公里半径范围内其地形高度差小于 50 米,同时地形最大坡度 小于 3° 的地形。而平坦地形以外的各种地形,主是复杂地形,可分为隆升地形 和低凹地形。 2.2 摩擦力对风速的影响 在离地面 1.5 公里以下大气层被称为摩擦层。在摩擦层里,风扫过粗糙不平 的地表面,受到摩擦力的作用,风速不仅会被削弱风速,同时也会改变风向。地 面粗糙度越大,风速影响就越大。 2.3 障碍物对风速的影响 气流流过障碍物时,障碍物下游会形成尾流扰动区,风速降低,同时还产生 湍流;扰动区的长度约为 17H(H 为障碍物高度) 。在障碍物的上风向和其外侧, 也将造成湍流涡动区。 2.4 平坦地形上的气流运动 平坦地形在场址范围内同一高度层上风速颁布是均匀的, 风廊线仅与地面粗 糙度有关。 2.5 隆升地形(山脊、山丘)上的气流运动 (1)盛行风向是指一个地区在某一时段内出现频数最多的风或风向。当盛 行风向与山脊脊线成正交时,气流加速最大,倾斜时加速作用减弱;在山脊处气 流速度达到最大。脊线平等于盛行风向时,加速效果最差,但仍大于来流速度。 (2)盛行风向吹向山脊的凹面时,会产生狭管作用使气流增速。反之凸面 朝盛行风向,会使气流绕山脊偏转,减少加速作用。 (3)当气流经过剖面为三角形或圆形的山脊时,三角形的山脊顶部产生的 加速度最大,圆弧形的山脊次之,钝 p 宏观选址是从一个较大地区的风能资源、 地质地貌、交通运输、压覆矿、联网条件、文物古迹、军事、自然保护区等多方 面进行综合考察后,选择一个风能资源丰富、具有开发价值的区域过程。 3.2 测风塔选址及安装要求 (1)风电场测风塔安装时应设在最能代表风电场风能资源的位置上,需远 离高大树木和障碍物, 如果测风塔必须位于障碍物附近,则在盛行风向的下风向 与障碍物的水平距离不应小于该障碍物高度的 10 倍处安装,如果测风塔必须设 立在树木密集的地方,则至少就高出树木顶端 10 米。安装数量根据地形特征应 能满足风资源评价的要求,一般在风电场区域内安装 2 台以上 70 米测风塔。 (2)具有均匀粗糙度的平坦地形在场中央安装测风塔即可。 (3)对有障碍物时,测风塔安装时应在盛行风向的上风向,障碍物的外侧 和尾流区,防止湍流使得测风数据偏离。 (4)对于隆生地形,盛行风向吹向山脊的凹面时,会产生狭管作用使气流 增速。应该在该区域前后 5 公里各安装一个测风塔,以保证测风数据的全面性。 (5)对于低凹地形在盛行风向与低凹地形走向一致,低凹地形风气流方能 加速, 所以应将测风塔设在低凹地形盛行风向的上风入口处,测风数据才具有代 表性。 4、风向与地形地貌对测风塔选址的影响 笔者曾在东西走向的 “狭管效应 ”区域靠近北山和南山的山前倾斜平原分别 立一测风塔, 这两个区域地形地貌较为相似,但靠近北山区域的盛行风向与山谷 轴线形成的夹角小, 测得风速为年平均 6 米/S 以上; 靠近南山区域的盛行风向与 山谷轴线形成的夹角大,气流受到地形的阻碍影响到风速,测得风速为年平均 3 米/S 左右。 风向与地形地貌对测风数据的影响很大, 科学合理布置测风点进行测 风就显得非常重要。 5、结语 风能资源评估是整个风电场建设、运行的重要环节,是风电项目的根本。风 能资源评估的依据是测风数据, 每一个预选风电场必须取得满一年的测风数据才 能进行风资源评估。 因此, 在过程之初就要充分收集和掌握风能资源和科学合理 布置测风点,以便更客观的评价风电场的风资源情况,即可以缩短开发周期,又 能减少人力、财力的浪费。 参考文献 [1]宫靖远.《风电场工程技术手册》. [2]国家可再生能源实验室编.《风能资源评估手册》. [3]吴培华.《风电场宏观和微观选址技术分析》. [4]何显富,卢霞,杨跃进,刘万琨编著.《风力机设计、制造与运行》.


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