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如何判断海上风电站的风气候相似度?

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:比如沿着海岸线10km的距离比垂直海岸线3km的距离,风气候可能更加类似。用距离远近判断风气候的相似度的前提是:地表形态在较大尺度范围内是基本均匀的。海上风电的测风成本较高,如果距离海岸线不远,且陆地地形平坦均一,我们可能会想在陆上建立测风塔来评估海上风场的风资源情况,以达到节约成本的目的。否则就要增加测风塔对不同海拔进行测风,因为此时不在同一风气候的可能性已经大为增加了。

如何判断海上风电站的风气候相似度?

参考站和预测站处于同一中尺度区域风气候内,是WAsP模型成立的前提,因为这样才能建立起两个站点之间风况的联系。对于地形复杂的风场,还要考虑微观尺度的风气候,如图3-9所示。基于CFD的风资源评估软件模型也是对微观尺度效应进行模拟,基本不涉及中观尺度效应,因此也是成立的。

1.距离相近

参考站和预测站之间的距离是最直接和最实用的判据,这在多数情况下是成立的。但是不能用距离简单地判断是否处于同一区域风气候内,认为距离越近风气候越相似,越具有代表性。比如沿着海岸线10km的距离比垂直海岸线3km的距离,风气候可能更加类似。

用距离远近判断风气候的相似度的前提是:地表形态在较大尺度范围(大于风场数倍的区域范围或中尺度)内是基本均匀的。比如,内蒙古草原和东北平原的大部分区域。

2.大气稳定度相似

大气稳定度直接影响近地层大气的垂直对流,从而影响风气候。大气稳定度基本取决于地表温度,温度越高垂直对流越强烈,大气越不稳定。(www.xing528.com)

海上风电的测风成本较高,如果距离海岸线不远,且陆地地形平坦均一,我们可能会想在陆上建立测风塔来评估海上风场的风资源情况,以达到节约成本的目的。但根据大气稳定度相似的准则,这样做显然是错误的,因为海洋表面的温度与陆地表面的温度是有明显差别的。

实际上,大的水体和植被覆盖情况都可能导致大气稳定度的差异。从这个角度也可以解释为什么不能简单地用距离远近判断风气候的相似度。

3.海拔相似

海拔对气候有着较为显著的影响,可直接表现在空气温度和压力的变化。风气候的垂直外推过程有着较大的不确定性,应该尽量规避。

通常认为,参考站和预测站之间的海拔高差不宜超过100m,最多不能超过150m。否则就要增加测风塔对不同海拔进行测风,因为此时不在同一风气候的可能性已经大为增加了。再者,海拔落差很大的地形本身是否适合建设风电场也是问题。

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