《風電場風切變》PPT課件

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1、風剪切對風電項目應用影響的探討風切變和風切變指數(shù)風切變：指大氣中兩點間風速變化梯度風切變可分為水平和垂直兩大類在風電應用風切變僅指風在垂直方向上的變化規(guī)律及特征風切變指數(shù)表示：風速隨高度變化服從普朗特經(jīng)驗公式地面粗糙度對風切變影響利用風切變冪律(風廓線)公式計算求得不同高度的風切變指數(shù)。式中，Vn，Vi分別為高度Zn，Zi處的風速，α為風切變指數(shù)，其值與地面粗糙度有關。風切變冪指數(shù)律年平均風速計算：根據(jù)各測風高度的年平均風速計算風切變指數(shù)10min的實測風速計算：根據(jù)10min風切變指數(shù)進行平均總風切變指數(shù)計算：計算出各層風切變指數(shù)后，最終總風切變指數(shù)可采用不同方法計算。目前常用的有各高

2、度風切變指數(shù)平均值、高層風切變指數(shù)、使用各高度風切變指數(shù)擬合值風切變指數(shù)計算方法地形變化對風切變影響地面粗糙度對風切變影響溫度變化對風切變影響大氣層穩(wěn)定性與溫度有關白天日照各空氣層對流磨擦釋放影響風切變指數(shù)的因素內蒙風場實測風切變年變化曲線風切變指數(shù)年變化季節(jié)影響根據(jù)國外研究在馬爾它Mediterranean島的研究發(fā)現(xiàn)，10m和25m之間的風切變指數(shù)隨季節(jié)變化明顯，其中一月最大達到0.45、七月最小為0.29年變化中不同高度間指數(shù)變化不同日變化：一天中晚上風切變指數(shù)大，而白天要小一些不同高度日變化：40m與80m之間的風切變明顯高于10～40之間的風切變超過100m穩(wěn)定氣流層風切變指數(shù)

3、日變化風切變指數(shù)日變化曲線BigSpring風場實測風切變日變化，NREL內蒙風場風切變日變化10m40m50m40m0.12550m0.092-0.11470m0.1170.0980.197負切變及指數(shù)擬合風切變指數(shù)負變化情況由于測風塔位于緩坡丘陵的頂部，由于地形作用，40-50m高度出現(xiàn)了負切變。問題：(1)冪指數(shù)擬合風切變指數(shù)偏低；(2)平均風切變指數(shù)偏小(3)導致機組選型可能不合理(4)塔架高度選擇受影響山脊應盡可能處于垂直于主風向的位置，而且山前不要有什么山形變化山前上升坡度到山尖應盡可能連續(xù)山脊風速的提高要高于園球型山。陡峭山上風速的提高與平地相比隨高度變化會很快下降最佳坡度

4、為1:3到1:4之間山附近地形情況對山上氣流結構有影響斜度高于1:4的山坡應避免山區(qū)風場選擇地面粗糙度影響粗糙度變化導致風切變改變地面粗糙度及溫度影響對發(fā)電量預測的影響測風塔選址位置機組選型影響風切變指數(shù)對風電場前期工作的影響機組選型輪轂高度的50年一遇最大風速不同機位的實際海拔校核每個機組輪轂高度處的50年一遇最大風速塔架高度選擇線路設計風切變指數(shù)對風電場設計的影響機組選型輪轂高度的50年一遇最大風速極端風速：不同機位實際海拔校核每個機組輪轂高度處的50年一遇最大風速高風切變出現(xiàn)概率影響機組選擇IEC，GL，DNV有關規(guī)定正常運行條件和極端條件下指數(shù)極端條件的靜載和疲勞載荷IECDNV

5、GLWindShearExponentsforNormalOperatingConditionsα=0.2ForallWindSpeedClassesUnstableConditionsα~0.16NeutralConditionsα~0.22StableConditionsα~0.35α=0.16ForClassIorIISitesComparableWindShearExponentsforExtremeEventsEquivalenttoaShearExponentα=1.13inSteadyFlowEquivalenttoaShearExponentα=0.55inSteadyF

6、lowIEC，GL，DNV有關規(guī)定集電線路設計線路鐵塔或線桿受力安全性線桿間合理間距選擇集電線路設計中風切變指數(shù)選用風切變對風電場運行和維護的影響風電機組安全性經(jīng)濟性影響影響風電場發(fā)電量異常風切變對機組部件的影響傳動系統(tǒng)的非正常磨損極端情況風電機組破壞的可能性設備安全防范措施機型選擇時充分考慮高風切變影響控制策略選取風電機組安全性正確分析不同季節(jié)高風切變指數(shù)出現(xiàn)的可能性和概率對溫度變化帶來的風切變影響應給予充分認識對于較高風切變指數(shù)出現(xiàn)頻率高的風電場，應加大對傳動系統(tǒng)以及葉片的檢查力度風切變變化將影響機組性能風電機組安全性經(jīng)濟性影響塔筒高度優(yōu)化如果風切變指數(shù)小，則不必要選擇過高的塔架，假

7、設塔架能夠降低5米，則相應塔筒投資可減少約5%，整個風電場投資可相應降低0.3%風場微觀布局優(yōu)化機組位置應避免在地形突起位置山脊走向應垂直主導風向謝謝！Thankyou！