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風(fēng)能資源的偵察兵—測(cè)風(fēng)塔代表性選址及數(shù)量的選擇

瀏覽量:3531  發(fā)布時(shí)間:2015-09-22

  如果將風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)項(xiàng)目比作一場(chǎng)戰(zhàn)事,測(cè)風(fēng)工程無疑是個(gè)周密安排的軍事行動(dòng),此時(shí)測(cè)風(fēng)塔就成為了行動(dòng)中至關(guān)重要的偵察兵。

  統(tǒng)計(jì)分析顯示,測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)10%的誤差可能導(dǎo)致風(fēng)場(chǎng)年產(chǎn)能30%左右的誤差,因此,提高測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性對(duì)風(fēng)場(chǎng)開發(fā)具有非常重要的意義。
  根據(jù)風(fēng)電開發(fā)的部分行業(yè)規(guī)范和多年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),測(cè)風(fēng)塔代表性選址及數(shù)量的選擇是影響測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的主要因素。
  一、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)能資源的位置上,需遠(yuǎn)離高大樹木和障礙物,如果測(cè)風(fēng)塔必須位于障礙物附近,則在盛行風(fēng)向的下風(fēng)向與障礙物的水平距離不應(yīng)小于該障礙物高度的10倍處安裝,如果測(cè)風(fēng)塔必須設(shè)立在樹木密集的地方,則至少應(yīng)高出樹木頂端10m。
  對(duì)于不同地形,具有代表性的測(cè)風(fēng)塔位置選取方法也不同。
  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°的地形。平坦地形在場(chǎng)址范圍內(nèi)同一高度層上風(fēng)速分布是均勻的,風(fēng)廓線僅與地面粗糙度有關(guān)。根據(jù)平坦地形氣流運(yùn)動(dòng)機(jī)理,具有均勻粗糙度的平坦地形在場(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)廓線的形狀分為上下兩部分,分別對(duì)應(yīng)上、下游地表的風(fēng)廓線形狀,在中間銜接發(fā)生急劇變化,測(cè)風(fēng)塔應(yīng)避開此類地區(qū),在地表粗糙度變化前和變化后分別安裝測(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)向的上風(fēng)向,障礙物的外側(cè)和尾流區(qū),防止湍流使得測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)偏小,失去真實(shí)性。
  2、隆升地形
  隆升地形對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生加速作用,一般在脊峰處氣流速度達(dá)到最大。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,半山坡的風(fēng)速趨于中間,一般為了更大程度的利用風(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)于周邊區(qū)域位置較高,不會(huì)因?yàn)槭艿街車襟w的遮擋而影響測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。
  3、低凹地形
  由低凹地形的氣流運(yùn)動(dòng)機(jī)理可知,只有在盛行風(fēng)向與低凹地形的走向一致,低凹地形內(nèi)的氣流方能加速,適宜建設(shè)風(fēng)電場(chǎng),否則谷內(nèi)的氣流變化較復(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)向的上風(fēng)入口處,測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)才具有代表性,然后根據(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)出其它地段的風(fēng)速。
  對(duì)于比較復(fù)雜的地形需要更詳細(xì)的分析,同時(shí)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)資料,測(cè)風(fēng)塔選址應(yīng)避開土質(zhì)較松,地下水位較高的地段,防止在施工中發(fā)生塌方,出水等安全事故。
  測(cè)風(fēng)塔代表性選址不僅僅只受到地形條件的影響,還受到其他條件的影響與限制,如場(chǎng)地植被、場(chǎng)地建設(shè)條件、交通運(yùn)輸條件等。
  1、場(chǎng)地植被
  由于高大植被對(duì)風(fēng)速的阻擋作用,所以測(cè)風(fēng)塔選址應(yīng)該盡量避免周圍有高大的植被,或者位于茂密樹林附近,減小對(duì)測(cè)風(fēng)塔的湍流擾動(dòng)和尾流影響。測(cè)風(fēng)塔位置應(yīng)盡量選在周圍無高大植被且粗糙度較一致的開闊地帶。
  2、場(chǎng)地建設(shè)條件
  80m測(cè)風(fēng)塔安裝示意圖
  現(xiàn)主流的測(cè)風(fēng)塔高度一般為70m或80m,有4~5層拉線,最外層拉線距中心基礎(chǔ)約為40~50m,所以為了保證測(cè)風(fēng)塔有足夠的建設(shè)場(chǎng)地,測(cè)風(fēng)塔場(chǎng)址應(yīng)選在場(chǎng)地開闊處,有足夠的場(chǎng)地面積進(jìn)行測(cè)風(fēng)塔的施工建設(shè)及材料存放,同時(shí)場(chǎng)地的坡度不應(yīng)太大。若地表有巖石存在,則應(yīng)做好記錄,可能存在人工爆破。
  3、交通運(yùn)輸條件
  便捷的交通運(yùn)輸條件對(duì)于測(cè)風(fēng)塔的設(shè)備運(yùn)輸安裝和施工非常有利,減少了人工搬運(yùn)的成本與建造時(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的一個(gè)因素。
  二、測(cè)風(fēng)塔數(shù)量的選擇
  對(duì)于平坦且場(chǎng)地粗糙度一致的地形而言,只需在場(chǎng)地中央位置設(shè)立一座高度不小于以后風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)輪轂高度的測(cè)風(fēng)塔,若場(chǎng)地有粗糙度發(fā)生急劇變化的區(qū)域,導(dǎo)致風(fēng)速發(fā)生改變,則應(yīng)該在變化前后的區(qū)域分別設(shè)立測(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)根據(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)在不同地形代表區(qū)域進(jìn)行加密測(cè)風(fēng),以獲得更可靠的風(fēng)資源數(shù)據(jù)。
  根據(jù)經(jīng)驗(yàn),不同地形條件下的測(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、起伏山巒或粗糙度變化較大區(qū)域 3~4km
  復(fù)雜地形:起伏大的山區(qū) 2km
  為了能夠取得風(fēng)電工程戰(zhàn)事的全面勝利,作為偵察兵的測(cè)風(fēng)塔不僅要單兵作戰(zhàn)能力強(qiáng),還要有數(shù)量上的優(yōu)勢(shì),這樣才能認(rèn)清形勢(shì)把握大局。


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