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如何進(jìn)行風(fēng)的測(cè)量與評(píng)估

如何進(jìn)行風(fēng)的測(cè)量與評(píng)估

一、風(fēng)的測(cè)量

1、測(cè)風(fēng)系統(tǒng)的組成
    自動(dòng)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)主要由六部分組成：包括傳感器、主機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、電源、**與保護(hù)裝置。
    傳感器分風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、輸出信號(hào)為頻率(數(shù)字)或模擬信號(hào)。主機(jī)利用微處理器對(duì)傳感器發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行采集、計(jì)算和存儲(chǔ)，由數(shù)據(jù)記錄裝置、數(shù)據(jù)讀取裝置、微處理器、就地顯示裝置組成。按照“風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)的測(cè)量包括：逐時(shí)10分鐘平均風(fēng)速、每日極大風(fēng)速、風(fēng)的湍流強(qiáng)度、風(fēng)向、溫度、氣壓、濕度等。

2、測(cè)風(fēng)設(shè)備
    傳統(tǒng)測(cè)風(fēng)儀有風(fēng)杯式風(fēng)速儀、螺旋漿式風(fēng)速儀及風(fēng)壓板風(fēng)速儀等。新型測(cè)風(fēng)儀有超聲波測(cè)風(fēng)儀、多普勒測(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀、風(fēng)廓線儀等。有名的測(cè)風(fēng)儀器的供應(yīng)商主要有西安華拓測(cè)控HTCK、奧地利E+E、Secondwind等公司。
    常用的風(fēng)杯式風(fēng)速計(jì)如圖1所示，這是一種機(jī)械式式測(cè)風(fēng)儀，由一個(gè)垂直方向的旋轉(zhuǎn)軸和三個(gè)風(fēng)杯組成，風(fēng)杯式風(fēng)速計(jì)的轉(zhuǎn)速可以反映風(fēng)速的大小。一般情況下，風(fēng)速計(jì)與單尾翼風(fēng)向傳感器配合使用，可以記錄風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)。

                    
                                        圖1 風(fēng)杯、風(fēng)向傳感器

    如何進(jìn)行風(fēng)的測(cè)量與評(píng)估機(jī)械式測(cè)風(fēng)儀器的優(yōu)點(diǎn)在于可靠性高，成本低。但同時(shí)也存在機(jī)械軸承磨損的情況，因此需要定期檢測(cè)甚至更換。另外，在結(jié)冰地區(qū)，需要安裝加熱設(shè)備防止儀器結(jié)冰。非接觸式的測(cè)風(fēng)儀器有超聲波和激光風(fēng)速計(jì)等(見圖2)。超聲波風(fēng)速計(jì)通過檢測(cè)聲波的相位變化來記錄風(fēng)速;激光風(fēng)速計(jì)可以檢測(cè)空氣分子反射的相干光波。這些非機(jī)械式風(fēng)速儀的優(yōu)點(diǎn)在于受結(jié)冰天氣(氣候)的影響較小。
     非接觸式風(fēng)速計(jì)的缺點(diǎn)是用電量較大，在偏遠(yuǎn)地區(qū)的應(yīng)用受到限制。

                                  
                                 圖2 超聲波和激光風(fēng)速計(jì)

3、測(cè)風(fēng)需要注意的問題
    *佳的測(cè)風(fēng)方法是在具有風(fēng)資源開發(fā)潛力的地區(qū)安裝測(cè)風(fēng)塔，測(cè)風(fēng)高度與預(yù)裝風(fēng)電機(jī)組的輪轂高度盡量接近，并且測(cè)風(fēng)設(shè)備安裝在測(cè)風(fēng)塔的頂端，這樣可以減小測(cè)風(fēng)塔本身對(duì)測(cè)風(fēng)設(shè)備造成的影響(圖3)。
    如果測(cè)風(fēng)設(shè)備安裝在測(cè)風(fēng)塔的中部，應(yīng)盡量使測(cè)風(fēng)設(shè)備的支架方向與主風(fēng)向保持垂直，并使測(cè)風(fēng)設(shè)備與測(cè)風(fēng)塔保持足夠的距離。測(cè)風(fēng)塔的安裝地點(diǎn)要具有代表性。也就是測(cè)風(fēng)塔所測(cè)得的風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)受周圍地形，粗糙度和障礙物影響*小，*能夠代表該地區(qū)的區(qū)域氣流分布特點(diǎn)。測(cè)風(fēng)塔的數(shù)量與風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃容量、面積以及地形的復(fù)雜程度有關(guān)，*好在安裝測(cè)風(fēng)塔之前對(duì)風(fēng)電場(chǎng)作初步的規(guī)劃，這樣可以避免測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)位置沒有代表性或測(cè)風(fēng)塔數(shù)量太少不能覆蓋整個(gè)規(guī)劃區(qū)域的情況，減小風(fēng)能資源分析的不確定性。

                            
                                       圖3測(cè)風(fēng)塔

二、風(fēng)能資源評(píng)估

1、風(fēng)能資源評(píng)估的目的
    風(fēng)能資源是風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中*基本的條件，準(zhǔn)確的風(fēng)能資源評(píng)估是機(jī)組選型和風(fēng)電機(jī)組布置的前提。風(fēng)能資源評(píng)估的目標(biāo)是確定指定地區(qū)域是否有較好的風(fēng)能資源，風(fēng)能資源評(píng)估的目的是分析現(xiàn)場(chǎng)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的風(fēng)能資源狀況。

2、風(fēng)能資源評(píng)估主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
    風(fēng)能資源評(píng)估應(yīng)該按照相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，我國(guó)現(xiàn)行的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有：
(1)《風(fēng)電場(chǎng)工程可行性研究報(bào)告編制辦法》(發(fā)改能源[2005]899 號(hào));
(2)《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》(GB/ T 18710-2002);
(3)《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量和評(píng)估技術(shù)規(guī)定》(發(fā)改能源[2003]1403 號(hào));
(4)《國(guó)內(nèi)風(fēng)能資源評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)定》;
(5)《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 **要求》(GB18451.1-2001)。

3、風(fēng)能資源評(píng)估主要步驟
(1)數(shù)據(jù)收集
    根據(jù)《風(fēng)電場(chǎng)工程可行性研究報(bào)告編制辦法》，收集氣象站、風(fēng)電場(chǎng)測(cè)站及地形圖數(shù)據(jù)。測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)是風(fēng)電場(chǎng)的**手資料，是分析風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源*重要的依據(jù)。風(fēng)電場(chǎng)周邊氣象站數(shù)據(jù)是風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的重要參考，主要用來輔助分析風(fēng)電場(chǎng)的氣候狀況和測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)在時(shí)間上代表性。地形圖數(shù)據(jù)是進(jìn)行風(fēng)資源分析以及風(fēng)電機(jī)組布置的主要依據(jù)。
(2)數(shù)據(jù)分析
    對(duì)氣象站多年數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，整理出氣象站多年氣象要素，包括風(fēng)速、風(fēng)向，氣溫(平均，極端)，氣壓(平均，極端)，平均水汽壓，平均相對(duì)濕度，降水量，平均沙塵暴、冰雹、雷暴天數(shù)等等。提出風(fēng)速的年及年際變化圖表，并說明風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)風(fēng)時(shí)段在長(zhǎng)系列中的代表性。提出風(fēng)速的月變化圖表，并說明風(fēng)電場(chǎng)所在地區(qū)的月平均風(fēng)速變化情況。參考《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》(GB/T 18710-2002)，對(duì)測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)訂正、數(shù)據(jù)處理。并對(duì)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行代表年分析分析、風(fēng)能資源分析和參數(shù)計(jì)算。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形和測(cè)風(fēng)塔位置，并利用風(fēng)能資源評(píng)估軟件，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)譜圖，說明測(cè)風(fēng)塔位置在風(fēng)電場(chǎng)范圍內(nèi)的代表性。

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