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風電技術論壇之風資源評估與風功率預測——北京國際風能大會展中報道

2013-10-22 來源:北極星電力網 瀏覽數(shù):987

  提問:本地是基于多長時間的預報。
  張大為:實際上有不同的時間段,這只是舉出一個例子。比如說一天里邊或者是說一個周期里邊的一個統(tǒng)計的誤差。
  朱蓉:就是說你是用模式預報。然后因為他就模式就是一個區(qū)域的平均值,所以可能會對你整體考慮可能會好一點。檢驗的時候你也要整體的來檢驗。所以相對好一點,對于復雜地區(qū),對于小的風電場可能不一定。
  張大為:您說這件事我們也做過一些實踐的活動。那么實際上您說的,就是說比如說項目地自己有自己的一些自然的條件包括地形,氣候的條件。那么在遇到這樣的不同的,或者是說比較復雜的情況下,我們可能會對這個WT的輸入會多增加一些,這樣的話可能會更好的反應氣候和項目之間發(fā)電量的關系,這樣的話實際上它會有一些就是說并不是一視同仁的來對待它的區(qū)域,會分一些情況。
  朱蓉:好,謝謝。
  朱蓉:我們最后一個演講,來自于GL Garrad Hassan的工程師韓韜先生。
  韓韜:謝謝主持人的介紹,我想現(xiàn)在留給我的時間已經不多了。所以我盡量的快點講。
  今天我同事告訴我說我們所做的工作,包括整個關于臺風的認證的刊物今天正式發(fā)表,你們有問題的話可以去看那個發(fā)表的刊物,盡量不占用大家更多的時間。隨著這么多年風電的發(fā)展,我們到有臺風的地區(qū),到近海去安裝風機,尤其是這張圖是一個全球的臺風圖,在中國的近海包括美國的近海,韓國,澳大利亞,日本,都有臺風的威脅。所以而且如果你看現(xiàn)有的國際標準,不管是IEC還是GL,并沒有一個針對臺風的認證。所以說這一塊在以前可能是一個空白,所以我當時在探討和我GL的同事一起來大概做了一年多這樣的研究。所以非常的榮幸就我們整個把所有的參數(shù)整合在一起,做出來一個全世界第一個針對臺風的。大概是我要講的內容,所以我要講一下,因為我們做風機,所有的風都是湍流風,所以我們更關注與湍流的特性。我會簡單講一下我對湍流方面的研究。這是我們主要的貢獻。然后我簡單的舉一個例子,關于臺風的載荷和仿真的結果。
  簡單的說一下臺風的參數(shù),所以說你看左邊這張圖,是一個典型的氣旋,首先根據(jù)英國這張地圖可以發(fā)現(xiàn)尺度是非常大的,你看這張圖里面整個的一半英國被覆蓋進去了。但是非常幸運的是英國從來沒有臺風。右半邊是臺風的內部物流參數(shù),所以你看接近臺風眼周圍風速升高很多,同時下降,伴隨很大的雨流,壓力下降,溫度升高。這張圖可以看出來,對比IEC的普通的風況。比起其他的還要差很多。假設沒有參數(shù)的話,GL五包括我們建議可以根據(jù)這個來估算一個風速。這是一個非常著名的從70年代提出到現(xiàn)在不斷的改進,所以在國際上是最權威的。我們主要是針對陸上的,陸上很少見,包括最近剛剛登陸的,登陸的時候已經減弱到了1了。因為風速是一分鐘平均的,所以在風機設計里面我們要把它轉換成十分鐘平均的參數(shù)。很幸運國際氣象組織已經有一套很成熟的標準體系,根據(jù)不同的地形的情況,有不同的參數(shù)。所以說非常簡單。你只要從參數(shù)轉換就可以了。關于風向,我同事之前講了很多了,我簡單講一下,如果正好臺風壁周圍的風掃過的話,臺風是一個單一的很大的氣旋,所以不難想象在掃過的過程中,從一開始到接觸會變180度,因為是一個宣傳的氣旋,臺風外圍的話風向變化就沒有這個距離。所以我們建議大概如果你不知道具體的時間參數(shù)的話可以假設是30分鐘左右,就是說整個臺風壁掃過這個風機。關于風切,這是我們和別人搜集的數(shù)據(jù)對比。然后這條公式其實是很經典的IEC里面的分切公式,值我們稍微變了一下,根據(jù)國際氣象組織的圖。這個藍線是我們根據(jù)這個公式算出來的值,和實測數(shù)據(jù)可能是大概五到十年實測統(tǒng)計的數(shù)據(jù),耦合得非常好,這是小風機的圖,我們風機不可能到一千米高,到一百米,包括到夜間可能到兩百米非常符合那個風切的公式,所以我們可以通過這個公式把十秒平均測得的風轉換到風機的高度。
  下面講一下湍流,我比較想側重這個方面,因為所有的風機來的風都是湍流風,因為影響載流的主要是反流。首先關于湍流強度是IEC的公式,包括放大這張圖,從45-50,是非常平滑,幾乎是一個恒定的值,根據(jù)不同,在IEC里面,實際上是因為不同的粗糙度,所以說有不同的湍流強度,我們可以根據(jù)左邊的公式來定一個均一的值,在所有的情況下,因為非常的平緩。因為是湍流,有不同的ID,所以怎么樣確定ID的組成,所以要用一個值來確定,很不幸的是我在文獻里找不到現(xiàn)有的值,所以我們就需要看一些非常基本的理論,從理論里面把它推導出來,那個上面是非常經典的模型。這個模型巧妙的進行一下簡化,在高頻區(qū)通過左邊和右邊的兩個公式合并在一起,可以達到非常經典的隨高度變化的公式,十米高度的話,這兩個比值幾乎接近為零,所以可以把這個公式簡化,剛才分切那張圖里面可以看到,那個邊界層幾乎相當于一個。我們可以進一步的簡化,我們不管風速,粗糙度,所有的我們可以簡化到一個唯一的值,77米,在十米的高度情況下,所以這就非常的方便使用,我們不用有太多的變化了。所以對工程師來說這是一個非常有意義的一件事。

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