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受台风影响的内陆山区 风能资源利用分析

北极星风力发电网  来源:《风能》    2016/11/18 9:39:23  我要投稿  

北极星风力发电网讯:我国拥有较长的海岸线,且沿海地量可观。随着风能利用开发的不断深入和发展,我国沿海地区风电开发区域已经逐渐向内陆延伸,其中广东、广西、福建及浙江等省份的沿海内陆山区已建有大量的风电项目。

需要注意的是,当台风从大海向陆地移动时,能量需要一定的时间才可以逐步消失。因此,沿海各省区的内陆山区仍会受到台风的影响,而风电场位于台风路径上时,其受到的影响将更大。根据台风强度的不同,内陆地区受影响的程度各异,台风影响最远的地区可能距离海岸线能达到300km左右。

本文以位于广东、广西及浙江3座内陆山区的测风塔为典型对象进行分析,对这些受台风影响区域的风能资源开发作相应探讨,3座测风塔分别位于广东省茂名市、广西省贺州市和浙江省金华市,依次记为1#、2#和3#测风塔;测风高度分别为40m、70m和80m,海拔高程分别为850m、970m和950m,距离岸线距离分别为80km、250km和100km。1#塔数据采集时段为2009年1月1日至2009年12月31日,2#塔数据采集时段为2015年1月1日至2016年8月9日,3#塔数据采集时段为2012年8月26日至2013年8月12日。

台风影响时段的判别

根据宋丽莉等人的研究,台风强风数据的代表性判别的基本指标是同时满足8级以上风速的风向连续转换120°以上方位角度。若风速达到了8级以上,风速的风向连续转换120°以上,则可以认为该段时间为台风经过。另根据相关资料,台风过后风速会有一定程度的突降。参照以上研究结论,对广东(1#)、广西(2#)及浙江(3#)三座测风塔的数据进行分析,可以得出以下结论:1#测风塔在2009年9月14日至2009年9月16日期间受到了台风的影响;2#测风塔在2016年8月1日至2016年8月3日期间受到了台风的影响;3#测风塔在2013年7月12日至2013年7月14日期间受到了台风的影响。台风时段风速及风向的变化情况参见图1。

同时经过查询历史台风数据可知,广东省在2009年9月13日至2009年9月16日期间受到了台风“巨爵”的影响,广西省在2016年8月1日至2016年8月3日期间受到了台风“妮妲”的影响,浙江省在2013年7月12日至2013年7月14日期间受到了台风“苏力”外围的影响。

本文拟以上述关于台风影响的风况判断指标,择取相关时段,并进行相关分析。

内陆台风影响区域的风能资源特点分析

一、平均风速

由于受到地表摩擦衰减的影响,具备较高风速水平的海洋气流在进入内陆地区后,风能资源水平会较大程度的降低,加之沿海内陆多为山区地形,影响风速的地形因素加重,使得一些地区的风能资源更为复杂。因此,这些沿海省份内陆山区的风能资源情况往往并不是很好,大部分地区的平均风速仅在5.5m/s-6.5m/s左右。

经过统计,得到1#测风塔40m高度全时段的风速为6.4m/s,2#测风塔70m高度全时段的风速为6.6m/s,3#测风塔80m高度全时段的风速为6.1m/s。将台风期间数据从整个统计周期中删除之后,上述平均风速无任何变化,台风只会影响到台风月份的月平均风速,而对全年的平均风速几乎没有影响。此类区域风能资源的优劣与台风的影响无关。

二、50年一遇最大风速

采用GUMBEL分布分别计算两座测风塔50年一遇最大风速,得到1#测风塔40m高度50年一遇最大风速为45m/s,2#测风塔70m高度50年一遇最大风速为40m/s,3#测风塔80m高度50年一遇最大风速为31m/s。根据IEC标准可知,1#测风塔处50年一遇最大风速属于IECI类,2#测风塔处为IECII类,3#测风塔处为IECIII类。

目前大部分风电项目的五十年一遇最大风速(Vref)与平均风速(Vave)呈近似5倍的比率关系,这一点在第三版的IEC标准中(IEC61400-2ed3)叙述为:“Inthestandardwindturbineclasses,Vaveshallbechosenas:Vave=0.2Vref”。但针对上述三座测风塔而言,1#测风塔最大风速与平均风速的比率为7.03,2#测风塔为6.06,3#测风塔为5.08。除3#测风塔外,其余两座测风塔均大大超出了IEC规范中的5倍值,这也是受台风影响地区的一个特点。因此,针对受台风影响的内陆山区,尽管可能距离海岸线已经非常远,但仍需仔细复核50年一遇最大风速值。

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