《風(fēng)電場風(fēng)切變》PPT課件

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

2、度風(fēng)切變指數(shù)平均值、高層風(fēng)切變指數(shù)、使用各高度風(fēng)切變指數(shù)擬合值風(fēng)切變指數(shù)計(jì)算方法地形變化對風(fēng)切變影響地面粗糙度對風(fēng)切變影響溫度變化對風(fēng)切變影響大氣層穩(wěn)定性與溫度有關(guān)白天日照各空氣層對流磨擦釋放影響風(fēng)切變指數(shù)的因素內(nèi)蒙風(fēng)場實(shí)測風(fēng)切變年變化曲線風(fēng)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(fēng)切變指數(shù)隨季節(jié)變化明顯，其中一月最大達(dá)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(fēng)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(fēng)切變明顯高于10～40之間的風(fēng)切變超過100m穩(wěn)定氣流層風(fēng)切變指數(shù)

3、日變化風(fēng)切變指數(shù)日變化曲線BigSpring風(fēng)場實(shí)測風(fēng)切變?nèi)兆兓?，NREL內(nèi)蒙風(fēng)場風(fēng)切變?nèi)兆兓?0m40m50m40m0.12550m0.092-0.11470m0.1170.0980.197負(fù)切變及指數(shù)擬合風(fēng)切變指數(shù)負(fù)變化情況由于測風(fēng)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(fù)切變。問題：(1)冪指數(shù)擬合風(fēng)切變指數(shù)偏低；(2)平均風(fēng)切變指數(shù)偏小(3)導(dǎo)致機(jī)組選型可能不合理(4)塔架高度選擇受影響山脊應(yīng)盡可能處于垂直于主風(fēng)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(yīng)盡可能連續(xù)山脊風(fēng)速的提高要高于園球型山。陡峭山上風(fēng)速的提高與平地相比隨高度變化會(huì)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(jié)構(gòu)有影響斜度高于1:4的山坡應(yīng)避免山區(qū)風(fēng)場選擇地面粗糙度影響粗糙度變化導(dǎo)致風(fēng)切變改變地面粗糙度及溫度影響對發(fā)電量預(yù)測的影響測風(fēng)塔選址位置機(jī)組選型影響風(fēng)切變指數(shù)對風(fēng)電場前期工作的影響機(jī)組選型輪轂高度的50年一遇最大風(fēng)速不同機(jī)位的實(shí)際海拔校核每個(gè)機(jī)組輪轂高度處的50年一遇最大風(fēng)速塔架高度選擇線路設(shè)計(jì)風(fēng)切變指數(shù)對風(fēng)電場設(shè)計(jì)的影響機(jī)組選型輪轂高度的50年一遇最大風(fēng)速極端風(fēng)速：不同機(jī)位實(shí)際海拔校核每個(gè)機(jī)組輪轂高度處的50年一遇最大風(fēng)速高風(fēng)切變出現(xiàn)概率影響機(jī)組選擇IEC，GL，DNV有關(guān)規(guī)定正常運(yùn)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(guān)規(guī)定集電線路設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中風(fēng)切變指數(shù)選用風(fēng)切變對風(fēng)電場運(yùn)行和維護(hù)的影響風(fēng)電機(jī)組安全性經(jīng)濟(jì)性影響影響風(fēng)電場發(fā)電量異常風(fēng)切變對機(jī)組部件的影響傳動(dòng)系統(tǒng)的非正常磨損極端情況風(fēng)電機(jī)組破壞的可能性設(shè)備安全防范措施機(jī)型選擇時(shí)充分考慮高風(fēng)切變影響控制策略選取風(fēng)電機(jī)組安全性正確分析不同季節(jié)高風(fēng)切變指數(shù)出現(xiàn)的可能性和概率對溫度變化帶來的風(fēng)切變影響應(yīng)給予充分認(rèn)識對于較高風(fēng)切變指數(shù)出現(xiàn)頻率高的風(fēng)電場，應(yīng)加大對傳動(dòng)系統(tǒng)以及葉片的檢查力度風(fēng)切變變化將影響機(jī)組性能風(fēng)電機(jī)組安全性經(jīng)濟(jì)性影響塔筒高度優(yōu)化如果風(fēng)切變指數(shù)小，則不必要選擇過高的塔架，假

7、設(shè)塔架能夠降低5米，則相應(yīng)塔筒投資可減少約5%，整個(gè)風(fēng)電場投資可相應(yīng)降低0.3%風(fēng)場微觀布局優(yōu)化機(jī)組位置應(yīng)避免在地形突起位置山脊走向應(yīng)垂直主導(dǎo)風(fēng)向謝謝！Thankyou！