基于对比分析法的内蒙古某风场风资源后评估

近年,风电项目后评估方面的研究已逐步开展起来,但多倾向于风电场运行安全性、经济性和发电量指标,以及用风电机组分布系数、风资源系数和损失系数来评价风电场运行情况。基于对比分析法,从平均风速、风向频率、最大风速、风速频率、有效风速小时数、风功率密度变化等评估要素,对内蒙古某风场风资源进行了后评估。研究表明：两阶段相比,风场参考气象站年平均风速、平均最大风速均趋于减小,趋势变化率分别为-0.015、-0.185;主风向一致均为SSE;静风频率降低21.6%;风场不同周期平均风速约减小0.80 m/s,白天风速减小10.00%,夜间风速减小约12.00%;3个风速区间有效风速小时数分别减小263 h、533 h和925 h,风速频率峰值区由6.50~7.50 m/s降至4.50~5.50 m/s,高频风速（超过7.00%）由4.50~9.50 m/s降至2.50~8.50 m/s;风功率密度与风速变化趋势较一致,其中,1月和下半年各月份2阶段风功率密度较接近,除5月外其他月份较设计阶段减小较明显;风功率密度频率峰值区对应风速区间由14.50~16.50 m/s减至9.50~10.50 m/s;高频区（超过7.00%）由10.50~13.50和14.50~16.50 m/s变为7.50~15.50 m/s。     

多旋翼无人机搭载二维超声风传感器观测研究

利用多旋翼无人机搭载二维超声风传感器进行40 m低空悬停测风试验,试验结果表明无人机搭载二维超声风传感器测风与同高度梯度塔静态测风结果时序性趋势吻合,两者风速平均偏差0.46 m/s,风速均方根误差1.15 m/s,风向平均偏差4.21°,风向均方根误差16.68°风速出现系统性高估.无人机测风结果与静态测风结果差异与...     

自然通风湿式冷却塔冷却数随外界侧风变化规律的研究

外界侧风在很大程度上影响自然通风湿式冷却塔的冷却性能。冷却数作为衡量冷却性能的指标之一,其大小决定着冷却效率的高低。该文根据相似理论,通过热态模型实验,研究外界侧风对湿式冷却塔冷却数的影响规律。实验研究表明:冷却数随外界侧风风速的增加先减小后增大,当侧风风速达到0.7~0.8m/s(相当于实际风速7~8m/s)时,冷却数基本等于无风工况下的值。当外界侧风风速为0.4 m/s(相当于实际风速4m/s)时,冷却数达到最低,与无风工况相比,其值降低20%左右,对应的冷却效率降低约10%。该研究通过现场实验验证了实验室模型实验的准确性,现场实验表明:当外界侧风达到3.5 m/s(相当于实验风速0.35 m/s)时,冷却数降低约18%,冷却效率降低约11%。     

南海诸海岛风能资源评估及其风机选型

针对南海亟待发展风力发电、支持海岛开发建设的需求,搜集整理东沙、西沙、南沙共6处海岛气象数据进行了风资源评估和风机选型。运用双参数Weibull分布评估了各站点的风资源情况,结合多种小型风力发电机组的风速功率输出特性曲线,估算了不同风力发电机组的容量系数;还结合基于广义Pareto极值分布模型的跨阈法,利用极大似然估计法计算各站点五十年一遇最大风速。分析结果表明,南海风资源分布和最大风速均具有显著的地域性特征,位于南海南北两侧的东沙岛和人骏滩风资源条件优越,而中部的永兴岛、珊瑚岛、太平岛和南子岛风资源相对贫乏;此外,受热带气旋纬向活动规律影响,最南沿人骏滩的五十年一遇最大风速仅为35 m/s,远低于其他岛礁。     

全球第1台超低风速风电机组并网发电

2012年4月30日,全球第1台1．5MW,93m超大风轮机组在安徽来安风电场并网发电。该机组采用先进传感技术和控制系统优化技术,拥有一系列针对低风速风况定制的核心控制算法及低风速发电量提升优化方法,解决了高湍流下风轮捕获效率下降、偏航误差大等诸多低风速技术难题,使机组发电能力远远超过简单增加叶轮长度的传统方式,开辟了广阔的超低风速区域的商业市场,结束了占中国风资源30％的超低风速地区无法有效开发的历史。     

环境侧风与湿式冷却塔塔内通风量关系的实验研究

基于相似原理,通过热态模型实验,研究环境侧风下自然通风湿式冷却塔底部周向进风变化规律。研究表明:环境侧风破坏了冷却塔底部周向进风的轴对称分布规律,环境风速大于0.2 m/s时各处进风的不均匀性更加明显。与无风工况相比,当环境风速为0.4 m/s左右时,迎风面进风口风速为无风时的1.875倍,而背风面进风口风速仅为无风时的30%。同时分析了环境侧风下塔内漩涡分布规律,由进风口风速分布及塔内漩涡的分布规律可知,环境侧风严重影响了塔内通风量,恶化了塔内的传热传质性能。通过热态模型实验数据进行非线性回归,得到了塔内通风量(用空气重量风速表示)与环境侧风的关系,并通过140MW机组现场测试,验证了环境侧风与塔内通风量关系的准确性。     

样本选取对于风电场风资源评估的影响研究

以山东省某两个风电场作为计算实例,对于逐小时风速、整点前10 min风速、逐10 min风速作为取样样本对风资源评估的影响进行了研究。研究表明,三者计算得到的风资源基本一致,而且前两种样本取样方法与气象站的相关性也基本一致。笔者建议,在进行风资源评估时采用《风电场风能资源评估方法》（GB/T 18710-2002）中规定的逐小时风速作为计算依据。     

输电导线悬挂点处等效风荷载仿真分析

在实际的输电线路中,导线悬挂点处的等效风荷载直接影响着绝缘子串风偏角,其大小与绝缘子串的不同悬挂方式和通过风压不均匀系数折算出的整档导线风荷载有关。为此,首先建立了两档导线有限元模型,仿真分析了绝缘子串的不同悬挂方式对导线悬挂点处的风荷载影响,然后通过在导线上不同位置施加稳态风和选取不同的风压不均匀系数来研究风压不均匀系数折算方法对导线悬挂点处风荷载的影响。研究发现:当稳态风风速为30m/s,且集中作用在导线悬挂点两端附近时,导线悬挂点处的风荷载与设计规范的风荷载差异率达到38.69%,该结果可以部分说明即使导线高度处的实际风速没有超过其设计风速,线路仍有可能会发生风偏跳闸。     

侧风下自然通风湿式冷却塔出口气流的试验研究

基于热态模型试验,研究了自然通风湿式冷却塔塔顶侧风对出口气流的影响,以及由此带来的对冷却水温降和通风阻力系数的影响。通过在模型塔喉部至出口区域内布置热电偶,获得该区域内的温度场,根据温度场和速度场之间的联系,分析侧风下出口气流的流态。实验中,调节塔底侧风并保持一定风速后,通过控制塔顶侧风风机的启闭,研究塔顶侧风对冷却水温降和通风阻力系数的影响。结果表明,随着风速增大,塔顶侧风会对出口气流产生侵入、排挤、封盖和引射作用;静风时冷空气便会从塔出口侵入塔内,至风速为0.2m/s时达到最大,占出口气流的8%~10%,风速进一步增大,冷空气侵入量会逐渐减少。对水温降而言,当参考风速为0.3~0.6 m/s时,塔顶侧风可使其普遍减小2%~3%;而对冷却塔纵向通风阻力系数而言,在参考风速为0.5~0.8 m/s时,塔顶侧风影响可使其增大25%~35%。     

风能资源和风力发电

风所具有的能量是很大的,风速9m/s~10m/s米的5级风,吹到物体表面上的力,每平方米面积上约有10kg;风速20m/s的9级风,吹到物体表面上的力,每平方米面积可达50kg左右;台风的风速可达50m/s～60m/s,它对每平方米物体表面上的压力,竟可高达200t以上。被风激起的海浪对海岸的冲击力是相当大的,最大时甚至可达每平方米60t左右。     

周围建筑物对660MW SCAL型间冷塔传热性能的影响

对660 MW SCAL型间冷塔周围有无建筑物分别建立三维数值计算模型,利用FLUENT软件分别在不同环境风速下进行数值模拟。结果表明:有无建筑物时,通风质量流量和传热量均随环境风速先减小后增大,在风速为12.0 m/s时均出现最小值;塔周围有建筑物时,通风质量流量和传热量改变度分别在风速为20.0 m/s和5.5 m/s时最大,均在风速为0 m/s时最小。     

基于空气深度分级燃烧的循环流化床旋风分离器改造数值模拟

基于空气深度分级NO_x减排原理,将旋风分离器的中心筒改为套筒形式,在套筒内通入顶部风作为补燃风,并模拟研究了顶部风通入后对旋风分离器分离效率的影响。结果表明:顶部风通入之后,进出口压差上升;在最佳顶部风速下,对于粒径小于1.5μm的颗粒,旋风分离器分离效率最多可上升10%左右;套筒插入深度由10mm增至45mm,颗粒分离效率先上升后下降,最佳顶部风速由30 m/s降低至10～20 m/s;减小套筒尺寸至1 mm可使进出口压差降低57%左右,且套筒尺寸的变化对最佳顶部风速影响不大,可保持在10～20 m/s。     

挡风墙对小型间接空冷塔性能影响的数值模拟

侧风对间接空冷塔会产生不利影响,尤其对小型空冷塔,如用于地热发电和太阳能发电的空冷塔(高度低于30 m)的影响更为严重。对此,采用Fluent软件模拟了不同侧风速度下小型空冷塔内外空气流场、散热效率及温差的变化情况,提出在小型空冷塔内加装挡风墙,并对其进行数值模拟。结果表明:加装挡风墙后,空冷塔内外的空气流场分布得到了明显改善,可以有效地降低侧风影响;尤其在侧风速度>12 m/s时,散热效率随着风速的增加而提高。     

风切变指数在风电场风资源评估中的应用

以内蒙古地区3座70m高测风塔连续2年的实测数据来分析风切变指数的变化,结果表明:1)不同高度梯度的风切变指数受地面粗糙度及周围地形地貌的影响较大。2)计算相邻高度的风速时,采用相邻高度间的风切变指数计算得到的结果较好;计算相差较大的高度间风速时,采用拟合曲线得到的风切变指数计算得到的结果较好。3)利用3～25m/s的风切变指数计算各月风速及年均风速结果都与实测值最接近;而利用全部风速数据的风切变指数计算统计各月风速往往比实测值偏大;利用3～25m/s拟合曲线得到的风切变指数统计各月风速比实测值偏小。     

风资源评估中的风速测量

风速测量对风电场的风资源评估的不确定性起了很大的影响，高质量的风速测量可以很大程度地减低风资源评估的不确定性，并降低投资风险。本文从风资源评估出发，对高质量风速测量中的技术方法进行了说明。     

东北风力发电前景喜人

东北电力集团公司从1989年开始开展风力发电前期工作以来,与气象部门专家一起对辽宁省风能资源进行普查及踏勘,选出8个风能资源较丰富待开发的风电场,使风力发电呈现良好前景,1996年底风电装机将突破10MW。 1990年在瓦房店市东岗风电场设立了两个测风塔进行了两年的实地测风,年均风速约为6.5m/s,在     

基于CFD流场预计算的短期风速预测方法

风电功率预测有利于减轻风力发电对电网的冲击、提高电网运行的安全性和经济性,准确预测风速是风电功率预测的关键。提出一种基于计算流体力学(computational fluiddynamics,CFD)流场预计算(CFD pre-calculated flow fields,CPFF)的短期风速预测方法:首先,对可能出现的风电场来流条件离散化,并利用CFD模型对不同来流条件下的流场进行预计算;其次,提取各来流条件下流场特定位置的风速和风向分布,组成流场特性数据库;最后,以中尺度数值天气预报数据为输入参数,利用数据库插值预测风电机组轮毂高度的风速和风向。以中国北方某风电场为例,采用文中方法进行为期一年的提前24小时风速预测。通过与风机实测风速数据对比,结果表明:各台机组轮毂高度的预测风速年平均绝对误差小于2 m/s,年均方根误差小于2.5m/s,而且误差越小的预测风速出现的概率越大。所提预测方法不但预测精度高、稳定性好,而且由于复杂的流场计算在预测前完成,预测过程简单、耗时少,工程实用性强。     

西沙风能资源评估与“五十年一遇”最大风速分析

利用西沙永兴岛地面气象站1973—2011年风速观测资料,结合威布尔统计分布和典型风机风速功率曲线,估算了西沙代表年的风速、风功率密度、典型风机的利用小时数和年发电量数据。还结合1973—2011年的日极值风速数据,利用跨阈法（peak over threshold,POT）和广义Pareto极值分布模型计算了当地＂五十年一遇＂最大风速。分析结果表明,尽管永兴岛地处深海,但其10 m高度风功率密度不如预期,典型年风能密度不足100 W/m2,且多集中在下半年热带气旋较多时段。此外,永兴岛＂五十年一遇＂最大风速达42.2 m/s,显著高于陆地基准风速27 m/s,需根据IEC标准选取较高型号的风机分型。     

110 kV输电线路绝缘子的风偏特性研究

青海格尔木地区平均海拔3 000 m以上,其110 kV察汗诺-格尔木输电线路常年遭遇风偏闪络事故。为了研究其风偏闪络频繁发生的原因,建立了该线路段的导线-绝缘子耦合模型,用Matlab模拟了当地平均风速为30 m/s的脉动风场,用ANSYS仿真了该模型在脉动风作用下的绝缘子串风偏响应。仿真结果表明,悬垂绝缘子在雷电过电压下发生风偏闪络的概率较大,在线路风偏改造时应重点校核。     

隔离开关中支柱绝缘子的风载荷计算北大核心CSCD

笔者采用k-ε湍流模型通过计算流体动力学软件FLUENT计算了隔离开关中单节支柱绝缘子在多种风速作用下所受到的风载荷,并将其与经验公式的计算结果进行比较。分析了产生误差的原因,同时给出了更准确的修正公式。然后采用同样的模型和软件计算了整个4节绝缘子组件在多种风速作用下所受的风载荷,并将其与两种近似计算方法的结果进行了比较,也分析了造成误差的主要原因。最后研究了整个4节绝缘子组件所受的风载荷与绝缘子立柱间中心距的关系。结果表明,在风速大于20 m/s的情形,经验公式会显著地高估单节绝缘子的风载荷。另外整个绝缘子组件所受的风载荷随中心距的增大而减小。