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海上风电资源特性评估技术报告

北极星风力发电网  来源:水文气象部  作者:黄穗  2020/1/31 10:40:40  我要投稿  

北极星风力发电网讯:水文气象部现场报告

近日,广东省电力设计研究院水文气象部在第十六届中国南方电网国际技术论坛“新能源与海上风电技术“分论坛上,就海上风电资源特性评估技术作了精彩的报告。

报告主要分为三部分:资源评估内容、广东省海域风资源特性、尾流与优化排布。

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资源评估内容

海上风电场资源评估工作主要可以分为前期风资源数据的观测、检验和整编,风况参数的计算,机组防害参数计算以及风电场资源后评估工作。

根据1949年至2018年数据统计,平均每年登陆我国的台风大约为7个,其中在广东省登陆的台风年平均为3个。研究表明,在全球变暖的情况下,台风生成频数具有减小的趋势,但与此同时具有强台风频数增加(超强台风比例增大)、台风强度增大的趋势。在1949至2018年的统计数据中,登陆我国最强台风前十名有七个发生在近五年。

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2018年西北太平洋台风活动情况

台风正面袭击海上风场时,风速大且垂直切变小,风攻角和湍流强度较大,同时伴有风向的快速变化及海浪的快速增大,对风电场影响较大。因此海上风电场项目应对本海域台风特性进行评估,制定抗台风策略,保护风电场安全的同时也要充分利用台风风场外围的高风速提高发电收益。

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广东省海域风资源特性

根据现场实测资料统计,广东省海域风资源最优区域位于粤东的揭阳、汕头海域,风资源较差的海域位于珠三角海域,与再分析数据的风速分布一致(填色图,来自大贤科技)。风速日变化最大值出现在20时左右,最小值出现在12~16时。全年海面风速呈现春夏低、秋冬高的特点。

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广东省海域100m风速分布(填色图,再分析数据)及沿海测站分布(蓝色标志)

广东省海域受台风影响较多,垂直风切变较小。近海除粤东海域外,其余海域100m年平均风速多在8m/s以下。风能方向主要集中在东北向及东北偏东向,风向集中有利于风资源的利用。

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尾流与优化排布

在实际风电场运行中,海上风机把来流的风能转换为机械能,再转换为电能,从而使得风机下游的风速减小,湍流增加,要经过一定的距离后才能恢复,这便是风机尾流影响。相对于陆上风电,海上风电场尾流衰减更慢,距离更长。据欧洲海上风电场的研究,风速最大可能衰减到自由风速的80%,大概5km左右可以恢复到自由风速的90%。

据海上风电场集约用海的要求,海上风电场单机尾流不仅受到本风场其他风机影响,还会受到附近其他海上风电场的影响。海上风电场设计中的一项重要工作就是海上风机的优化排布,提供合理的风机排布方式,减小载荷,提高发电量,从而增加发电效益。

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广东电力设计研究院自主开发的海上风电场风机优化排布软件

由广东省电力设计研究院水文气象部自主开发的海上风电场风机优化排布软件,荣获海洋协会海上风电工程技术奖。该风机优化排布软件运算效率高,能够在数小时内完成5~6万种方案的排布与筛选,核心算法拥有国家发明专利。应用场景多,支持单一场址、多个场址以及部分机位已确定的场址排布,支持单一机型或多种机型的混合排布。目前该软件已在广东省二十多个海上风电场项目中得到应用,可以有效提升海上风机优化排布的工作质量和工作效率。

展望未来

在海上风电竞价、平价时代,我们水文气象人将面临更大的挑战,我们仍需继续努力,通过技术创新来推动技术进步,推动成本降低,为海上风电产业的发展壮大贡献一份力量,为建设国际一流清洁能源集团的目标而不懈努力!

原标题:海上风电资源特性评估技术报告

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