风资源测量是风电开发的前提和基础,随着风电行业的高质量发展,雷达测风、虚拟测风等设备和技术也日渐普及。
诚然,只有获悉风电场的具体风况,我们才能评估其相应价值。那么,如何了解风电场风资源分布,一方面可从测风塔的代表性位置、时间代表性来分析,另一方面结合冰冻、无效数据来分析。
因此,现场勘探时,必须定点测风塔位置,且测风塔位置要具有代表性。同时,测量点附近不能有高大建筑物、树木等,测量位置要在风场主风向的上风向位置。
目前风资源测量的主要设备有:测风塔、激光雷达、声雷达等,其测量所涉及的具体参数有风速、风向、温度、气压和湿度。
实际上,风资源评估主要是对空气密度、风切变、湍流强度、年日变化、风速频率和风向等要素的研究分析,由此来掌握风资源状况,这为风机选型和发电量等后续工作提供了很好地支撑。
风场选择测风设备,须因地制宜,对于设备的选型,切勿盲目追求价格,不注重质量,这样极易导致风资源测量数据的不准确。
通常,测风塔应架在风场场址内,其结构多为桁架式和圆筒式、钢绞线斜拉加固方式,高度一般不低于拟安装风机的轮毂高度。塔体的不同高度处分别安装有风速计、风向标及温度、气压等监测设备,基于此,方能采集到较精准的测风数据。
根据《风电场风能资源测量方法》GB/T18709-2002标准中的相关规定,风速数据现场采集的完整率须大于98%。
因此,测风塔会对风场风况实行全天不间断式观测,其测量数据会被记录并存储于塔体上的数据记录仪中。
根据风资源评估要求,测风塔数据必须满一年,故最好每月对测风数据进行初步统计分析,若发现测风过程中存在异常,应及时进行处理。为确保测风数据的精确度,还应对测风塔进行远程监控、定期到风电场对各测量仪器进行检查,确保仪器的正常运行。
风电场中测风塔数量又如何敲定呢?这得依据地形复杂程度而定。对于较平坦的风场,可在场址中央选择有代表性的位置建立1-2座测风塔;对地形较为复杂的风场,测风塔数量应适当增加,必要时候,还应增设声雷达或激光雷达来辅助测风。
随着风电平价时代的到来,单凭测风塔监测的测风数据已不能满足新形势的要求。传统测风塔采风点固定,代表性不足,尾流评估不精确、监测数据不准确等,势必导致项目收益率变低(比如,风速每偏差0.1米/秒,发电量就偏差60-80小时,收益率影响则高达0.5%)。
鉴于此,为保障收益,提升发电量,改善测风塔测风技术的不足,组合测风解决方案便被逐渐普及,雷达测风作为辅助测风手段,成了风资源评估中不可或缺的测风技术。
相比测风塔,声雷达在高度湍流或复杂地形下,波束与法线夹角仅为 9°/12°,所测风资源数据更接近所选点位的实际情况;激光雷达灵活便携,具有可移动性,可对风场区各风机点位进行移动式测风,使测风数据更精准全面,让风资源评估做到全面覆盖。
故而,实现精细化测风,中尺度+测风塔+雷达组合测风技术必不可少。
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