测风塔数据收集和处理标准化手册
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测风塔技术要求范文1.高度和位置要求:测风塔的高度和位置对于测量结果的准确性和可靠性很关键。
测风塔一般应该具备一定的高度,以能够避开地面层的湍流影响,同时也要将风速测量点置于预期的风电机组轴心高度上。
此外,测风塔的位置应该避开建筑物、树木等可能对风场造成阻挡的障碍物。
2.传感器要求:测风塔上的传感器主要包括测风速和风向的传感器,其要求具备高精度、高可靠性和长时间稳定性。
传感器应能够实时测量和记录风速和风向数据,并保证数据的准确性和完整性。
3.数据处理和存储要求:测风塔所收集的风速和风向数据需要进行实时处理和存储。
数据处理过程中需要通过滤波和校正等手段,去除因塔体结构等对测量结果产生的干扰。
同时,测风塔需要具备足够的存储容量和数据上传功能,以便将数据传输到数据中心或监测平台。
4.通信和监测系统要求:测风塔需要通过通信系统将数据传输到数据中心或监测平台,以供进一步分析和研究。
通信系统可以包括有线和无线通信方式,如光纤、无线局域网络等。
同时,监测系统应具备实时监测、故障报警等功能,以确保测风塔的正常运行和数据的及时获取。
5.耐候性和防盗性能要求:测风塔需要具备良好的耐候性,能够在各种恶劣天气条件下正常工作。
测风塔还应具备一定的防盗性能,以防止设备被盗或损坏。
6.校准和维护要求:测风塔需要定期进行校准和维护,以确保传感器的准确性和测量结果的可靠性。
校准可以通过与现场实际观测数据的对比来完成,维护包括设备清洁、电池更换、传感器检查等工作。
总结起来,测风塔技术要求包括高度和位置要求、传感器要求、数据处理和存储要求、通信和监测系统要求、耐候性和防盗性能要求、以及校准和维护要求。
通过满足这些要求,测风塔能够提供准确、可靠的风资源数据,为风能发电项目的建设和运营提供技术支持。
附件2:风电场测风塔实时数据上传技术规定1 总体规定1.1 为贯彻各风电场测风塔数据实时上传工作,保证风电功率预测精度,各风电场应按照有关规定,尽快贯彻有关改造或建设工作,实现测风塔数据实时上传。
1.2 风电场应保证测风塔实时数据采集、传播、上送各环节装置及设备安全可靠运营。
一旦发生问题,应及时查找因素,尽快解决。
1.3 风电场测风塔数据上传应满足《华北电网电力二次系统安全防护管理规定》有关规定。
各环节均不容许导致信息安全隐患。
1.4 市调、地调调度风电场测风塔实时数据应上传至本级调度,由该级调度转发至华北网调。
2 气象要素采集技术规定风电场功率预测系统中气象要素采集技术规定涉及测风塔位置、测量高层、测量要素、测量设备、设备安装、测量数据采集、数据上报格式七个方面。
2.1 测风塔位置2.1.1 测风塔位置应在风电场5km范畴内且不受风电场尾流影响,宜在风电场主导风向上风向。
2.1.2 测风塔数量:依照风电场地形地貌、气候特性和装机容量拟定测风塔数量。
2.2 测量高层2.2.1 风速风向需要四层测量高层,即测风塔10m、30m高层,风力发电机组轮毂中心高层和测风塔最高层。
2.2.2 温度、湿度、气压需要一层测量高层。
2.3 测量要素2.3.1 5min平均风速:每秒采样一次,自动计算和记录每5min平均风速,m/s。
2.3.2 小时平均风速:通过5min平均风速值获取每小时平均风速,m/s。
2.3.3 极大风速:每3s采样一次风速最大值,m/s。
2.3.4 风向采样:与风速同步采集该风速风向。
2.3.5 风向区域:所记录风向都是某一风速在该区域瞬时采样值。
风向区域分16等分时,每个扇形区域含22.5°;也可以采用多少度来表达风向。
2.3.6 气温:每5min采样并记录采集现场环境温度,℃。
2.3.7 相对湿度:每5min采样并记录采集现场环境湿度,RH%。
2.3.8气压:每5min采样并记录采集现场气压,hPa。
测风数据的处理方法测风数据处理包括对测风数据的验证及计算处理。
(一)数据验证在验证处理测风数据时,必须先进行审定,主要从数据的代表性、准确性和完整性着手,因为它直接关系到现场风能资源的大小。
对提取的测风数据进行检查,判断其完整性、连贯性和合理性,挑选出不合理的、可疑的数据以及漏测的数据,对其进行适当的修补处理,从而整理出较实际合理的完整数据以供进一步分析处理。
完整性及连贯性检查,包括检查测风数据的数量是否等于测风时间内预期的数据数量;时间顺序是否符合预期的开始结束时间,时间是否连续。
合理性检查,包括测风数据范围检验,即各测量参数是否超出实际极限;测风数据相关性检验!即同一测量参数在不同高度的值差是否合理;测风数据的趋势检验,即各测量参数的变化趋势是否合理等,见表2-3~表2-5。
1.数据代表性首先了解现场测点的位置。
现场是简单的平坦地形、还是丘陵或者是复杂的地形,而测点在这几种地形下所处的位置。
在一个场地测风仪安装在最高、最低或者峡谷口等不具有代表性。
因为将来安装风力发电机组是几十台或几百台,面积较大,测风点应是在平均地形状况下测得的风速,否则就偏大或偏小。
因为建造在经济上可行的风电场,必须有最低限度的风能资源要求,可能在山顶上达到了最低限度的风能资源要求,在谷地达不到要求。
若在预选风电场有多点测风数据,可以进行对比分析,进行多点平均。
在平均时删除最低风速地形的值。
而且以后安装风力发电机组时,这些地形也不予以考虑。
此外,在测风点附近有无建筑物和树木,如有,测风点是否在建筑物和树木高度的10倍距离之外,这也是衡量测风点是否具有代表性的一个要素。
2.数据准确性数据序列既然是一种观测结果的时间序列,必然受到风速本身变化和观测仪器、观测方法以及观测人员诸因素变化的影响。
对于风电场测风的数据不能只从数据上分析其准确性要从现场测风点作实地考察,如风速感应器是否水平,如某一风电场在40m高处的风杯支臂向西倾斜45°影响风速的记录,某咨询公司作可行性研究报告时,在风洞中进行测试,其结果如下:由此可见现场测风的数据非常不准确,在0m/s时,实际上已有1.59m/s的风速,在10m/ s时,已有10.82m/s的风速。
风资源测量数据分析1. 简介在可再生能源领域,风能被认为是一种具有巨大潜力的清洁能源。
为了最大化利用风能资源并确定最佳的风力发电项目,风资源测量数据分析是一项关键任务。
本文将探讨如何分析风资源测量数据,以提供有关风能资源的详细信息。
2. 数据收集风资源测量数据的收集是进行风能资源分析的第一步。
通常使用风测塔或风能测量设备来收集数据。
测量参数包括风速、风向、风能密度等。
这些数据可以通过各种传感器和仪器进行实时收集,并存储在数据库中供后续分析使用。
3. 数据预处理在进行数据分析之前,需要对风资源测量数据进行预处理。
这包括对数据进行清洗、去噪和填充等操作。
清洗数据可以排除异常值和错误数据,确保后续分析的准确性。
去噪操作可以滤除噪声数据,提取出真实的风资源测量数据。
填充缺失值的操作可以补全数据集,以确保数据的连续性。
4. 数据分析方法4.1 风速和风向分析风速和风向是最基本的风资源测量数据。
通过对风速和风向数据进行分析,我们可以了解风的分布规律和风能资源的潜力。
常用的分析方法包括平均风速分析、风速频率分析、风向分布分析等。
这些分析可以为选址和风力发电机组的布置提供科学依据。
4.2 风能密度分析风能密度是评估风能资源潜力的关键指标之一。
通过计算风能密度,可以确定不同地区的风能资源丰度。
风能密度分析涉及对风速和空气密度等参数进行统计和计算。
这些分析结果可以帮助规划者在设计风力发电项目时选择最佳位置。
4.3 风能潜力评估通过综合分析风速、风向和风能密度等数据,可以评估风能资源的潜力。
这种评估可以帮助投资者决策是否进行风力发电项目,。
利用Windographer软件进行测风数据处理及风资源分析一、前言从测风塔导出的测风数据仅仅是最原始的测风数据,而对一座风电场风资源的评估,需要的是经过数据检验、合理性检验、不合理数据处理、长期数据的订正等一系列的处理后的数据。
测风数据的检测、筛选的前期处理工作,通常可以用Excel表格和Windographer软件里的相关功能进行。
因为每个测量对象一整年的十分钟时间序列数据多达52560个,每个测风搭一般有3~5个通道,若干个测量对象,并且一个风电场不止一个测风搭,所以测风数据的处理实际上是个非常繁琐且复杂的过程,需要操作人员有足够的细心及耐心才能完成这项工作。
二、缺测时段检验用Windographer打开原始测风数据txt文件,首先会出现如图1所示的对话框。
浏览确认下读取的各个通道是否有误,点OK即可。
进入windographer主页面,主页面的左侧Summary一览,介绍了所载入的测风数据基本信息。
见图2。
主页面有四幅图,分别是垂直风切变廓线图、风频玫瑰图、月平均风速图、日平均风速图,可以从主页面显示的基本信息对原始测风数据有个初步认识。
Array图2 Windographer 主界面在主页面点击进入Time Series时间序列菜单,出现图3的窗口,窗口右侧有所有测量对象信息,可选择需要查看的对象勾选。
图3: Windographer 主界面通过此方法查找缺测数据,首先勾选全部的全部的风速数据通道,查找并统计出缺测的风速时间序列。
查找方法:将波形图放大,放大到可以看到每天的波形曲线,波形线中断的时间段即为缺测时间段。
结合原始数据的Excel 表格,找出每个中断的具体时间序列点,如图4,风速波形线在2013年3月27日出现中断,然后找到Excel 中对应的时间序列(图5),找出具体的缺测时间段是在2013/03/27 7:20 ~2013/03/27 16:50 ,并且此段时间所有测风速的通道都是中断的。
测风塔计算书基本信息名称:测风塔地点:某风电场目的:获取风资源数据,评估风电场发电潜力计算过程1. 确定塔的高度和结构根据风电场地形、风向、风速等因素,确定测风塔的高度为100米,采用钢制结构。
2. 安装测量设备在测风塔顶部安装风速计、风向标等测量设备,用于实时监测风速、风向等数据。
3. 测风数据采集连续采集3个月的数据,每天采集12次数据(上午、下午各6次),共计360个数据点。
4. 数据处理(1)去除异常值:对不符合正常规律的数据点进行剔除。
(2)计算平均风速:对每个高度层的风速进行平均,得到不同高度层的风速。
(3)绘制风速-高度关系图:以高度为横坐标,风速为纵坐标,绘制风速-高度关系图。
(4)确定风电场适宜的风能密度:根据测风数据,确定风电场适宜的风能密度。
5. 结论根据数据处理结果,该风电场具备较好的风资源条件,适宜建设风电场。
根据适宜的风能密度和风电场装机容量计算,该风电场可产生约X亿度的年发电量。
结论和建议根据测风塔的计算结果,该风电场具备较好的风资源条件,适合建设风电场。
建议尽快开展风电场建设工作,以充分利用该地区的良好风资源条件。
同时,为了确保风电场的安全和稳定运行,建议在风电场建设和运营过程中加强风资源的监测和评估,及时发现和处理可能存在的问题。
此外,为了提高风电场的经济效益,还需进一步优化风电场的设备选型和运行管理,降低成本和提高效率。
备注:此计算书仅为参考,具体数据和处理方法还需根据实际情况进行调整和改进。
同时,在风电场建设和运营过程中,还需考虑其他因素,如土地使用权、环境影响、政策支持等。
测风数据的处理方法测风数据处理包括对测风数据的验证及计算处理。
(一)数据验证在验证处理测风数据时,必须先进行审定,主要从数据的代表性、准确性和完整性着手,因为它直接关系到现场风能资源的大小。
对提取的测风数据进行检查,判断其完整性、连贯性和合理性,挑选出不合理的、可疑的数据以及漏测的数据,对其进行适当的修补处理,从而整理出较实际合理的完整数据以供进一步分析处理。
完整性及连贯性检查,包括检查测风数据的数量是否等于测风时间内预期的数据数量;时间顺序是否符合预期的开始结束时间,时间是否连续。
合理性检查,包括测风数据范围检验,即各测量参数是否超出实际极限;测风数据相关性检验!即同一测量参数在不同高度的值差是否合理;测风数据的趋势检验,即各测量参数的变化趋势是否合理等,见表2-3~表2-5。
1.数据代表性首先了解现场测点的位置。
现场是简单的平坦地形、还是丘陵或者是复杂的地形,而测点在这几种地形下所处的位置。
在一个场地测风仪安装在最高、最低或者峡谷口等不具有代表性。
因为将来安装风力发电机组是几十台或几百台,面积较大,测风点应是在平均地形状况下测得的风速,否则就偏大或偏小。
因为建造在经济上可行的风电场,必须有最低限度的风能资源要求,可能在山顶上达到了最低限度的风能资源要求,在谷地达不到要求。
若在预选风电场有多点测风数据,可以进行对比分析,进行多点平均。
在平均时删除最低风速地形的值。
而且以后安装风力发电机组时,这些地形也不予以考虑。
此外,在测风点附近有无建筑物和树木,如有,测风点是否在建筑物和树木高度的10倍距离之外,这也是衡量测风点是否具有代表性的一个要素。
2.数据准确性数据序列既然是一种观测结果的时间序列,必然受到风速本身变化和观测仪器、观测方法以及观测人员诸因素变化的影响。
对于风电场测风的数据不能只从数据上分析其准确性要从现场测风点作实地考察,如风速感应器是否水平,如某一风电场在40m高处的风杯支臂向西倾斜45°影响风速的记录,某咨询公司作可行性研究报告时,在风洞中进行测试,其结果如下:由此可见现场测风的数据非常不准确,在0m/s时,实际上已有1.59m/s的风速,在10m/ s时,已有10.82m/s的风速。
该方案是基于风电场现场风塔布置图的一套风速和风向监测系统。
有6个测风塔,分布在75米半径的圆周上,每个测风塔都装有5个风速和风速气象传感器。
具有实时数据浏览,历史数据检索和数据曲线功能,系统可根据需要收集每个风速和风向传感器的数据,并将其上传到数据中心的后端服务器服务器完成对每个风速和风向监测点的数据的接收,存储,分析和排序,并管理数据库。
风速测量和风向监测系统由超声波风速和风向传感器,电源系统,气象收集器,光纤开关和背景监测主机组成。
通信系统分为两部分:采集器与主控室后台服务器之间的通信以及风塔上采集器与传感器之间的通信。
每个气象风塔都装有气象数据采集器,其安装高度为1.5米高的风塔。
1,采集器与主控室后台服务之间的通信方案4芯电缆用作收集器和主控制室之间的通信介质。
从测风塔到主控大楼开关现场放置一条12芯光缆。
每个测风塔都需要预留10米长的塔架以熔化光纤,每个测风塔都使用光纤开关将数据连接到光纤,然后通过光纤将其传输到后端。
4G网关采集仪与传感器之间的通讯方案,每个风塔安装有5个高度分布的风速和风向传感器,并在1.5米的高度安装了一个气象数据收集器。
超声波风速和风向气象传感器集线器和每个风速传感器都通过RS485通讯接口通过电缆连接进行电源和数据通讯。
超声波气象传感器是我公司自主研发的新型气象传感器。
该传感器采用最新的超声波矢量和叠加技术原理,具有测量精度高,使用寿命长,启动风速低,免维护的优点。
该传感器已被广泛应用于高速铁路,高压输电线路,农场,高速公路等气象监测领域。
考虑到塔高且维护不便,建议使用这种类型的超声波风速和方向传感器。
数据采集器是集气象数据采集,存储,传输和管理于一体的无人值守的气象数据采集系统。
它具有气象数据采集,实时时钟,气象数据存储,参数设置,友好的人机界面和标准的通讯功能等特点。
易于建立有线(RS485,RS232,以太网等)和无线通信(GPRS,WIFI,卫星,无线电等)连接。
风电测风塔数据采集通信规约注:本规约适用于RS232串口通信,数据5分钟传输1次1. 通信过程采用由采集装置周期循环上送方式,发送数据周期决定于采集装置,远动装置只是接收报文无需应答。
2. 报文幁格式0x68报文长度(一字节)测风塔序号(一字节)测点数量N(一字节)本包第一个测点序号(一字节)第一测点数值(四字节短浮点值)第一测点时标(四字节)。
第N个测点数值(四字节短浮点值)第N个测点时标(四字节)校验和0x16<1>报文长度为从"测风塔序号"开始至"校验和"前的字节数;<2>校验和为从"报文长度"至"校验和"前的字节相加之和的低字节值;<3>测风塔序号从0开始,0代表第一个测风塔,1代表第二个测风塔,以此类推;<4>"第一个测点序号"代表本包报文中第一个测点在当前测风塔所有测点中的序号,一个测风塔中全部测点序号从0编号递增;<5>报文中无效测点的数值用四字节0xaa表示,时间用四字节0表示。
3.时标格式日、时、分、秒从低字节开始,各一个字节共四字节。
注:报文中数据均以16进制表示。
附:测风塔上送数据描述1.1.1. 5分钟数据1) 5分钟平均风速2) 5分钟平均风向3) 5分钟风速标准偏差4) 瞬时风速5) 瞬时风向6) 5分钟最大风速7) 5分钟最小风速8) 5分钟最大风向9) 5分钟最小风向10) 5分钟风向标准偏差1.1.2. 小时数据1) 小时平均风速2) 小时平均风向3) 小时风速极大值4) 小时风速极大值时刻的风向值上述4种小时数据只在整点时进行统计计算并传输在实际工程应用中,根据风电场的各种客观地理条件,不一定需要在测风塔的每一层都安装风速风向测点,大部分情况是安装4层。
1.2. 其它类型气象监测参数1.2.1. 5分钟数据1) 最高层温度2) 最高层温度3) 最底层温度4) 最底层湿度5) 气压6) 雨量7) 其它气象要素18) 其它气象要素29) 其它气象要素310) 其它气象要素411) 其它气象要素512) 其它气象要素613) 其它气象要素714) 其它气象要素815) 其它气象要素916) 其它气象要素1017) 测风塔数据采集器中断信号18) 数据采集器电源告警测风塔数据传输顺序表说明测点序号V1层5分钟平均风速V1层5分钟平均风向1V1层5分钟风速标准偏差2V1层瞬时风速V1层瞬时风向4V1层5分钟最大风速5V1层5分钟最小风速6V1层5分钟最大风向7V1层5分钟最小风向8V1层5分钟风向标准偏差9V1层小时平均风速10V1层小时平均风向11V1层小时极大风速12V1层小时极大风向13V2层监测量.........V7层监测量最高层温度最高层湿度V1层温度V1层湿度气压雨量其他气象要素1其他气象要素2......其他气象要素10数据采集器中断信号数据采集器电源告警。
使用windographer处理测风数据总则在处理测风数据阶段,大家应该尽量保持数据的原始性,在不对测风数据进行较大改动的情况下进行处理,并且应当按照本标准进行工作,保证所有工作都能有序进行开展。
1、原始数据读取(RWD,NDF,RLD,数据密码破解)(1)D:\NRG\SiteFiles(2)尽量能获取测风塔安装报告(3)错误信息(位置变化,设备序列号变化;设备斜率和截距变化,通道变化,密码变化-分段导入)2、原始数据整理(风速、风向、温度、气压)3、数据筛选(规则筛选、相关性筛选、逐点查看、塔影筛选)4、数据插补(塔影插补、自补、互补、完整年)5、数据订正(0.5以上采用扇区订正,0.5以下采用比例法)6、数据拟合以下以对广西兴宁区的数据处理为例一、原始数据打开及导出1.1 NRG软件双击打开后缀为rwd的风场文件,自动打开软件,第一次使用时,会弹出一个对话框:点击“是”,生成一个风场信息编辑(Site Information Editor)的窗口。
关闭这个窗口,点击“Read Data”可以查看各通道的十分钟的平均数据和十分钟曲线。
如果这个测风塔有密码,则点击下图中的Edit,然后出现下图的页面,鼠标选中Encryption Code,将四位数字密码输入,然后选择菜单栏File——Save Site,即可。
如图,广西兴宁区1607的密码为2582。
建议:在风场信息编辑(Site Information Editor)窗口中,Site Desc栏中输入风场的简要描述,可用拼音或英文,如:xingningqu技巧1:在查看风速的曲线时,按住鼠标左键从上至下选中所有风速计通道,可以同时查看所有的风速曲线,以不同颜色显示。
1.1.1 详细查看数据文件:1)点击“Read Data” 开始查看各通道的十分钟的平均数据和十分钟曲线,可以选中每个通道进行查看。
每通道默认为平均值,View>Standard Deviation 为标准离差值,Max最大值,Min最小值。
测风塔数据收集和处理标准化手册
四.测风塔立塔标准与设备配置
4.1测风塔选址
4.1.1测风塔选址的一般原则
测风数据给风电场设计和建设提供基础性的支持。
测风数据能够为判定一个地区风能状况、风电机组选型、布机方案和年发电量计算提供依据,特别是在复杂气候和地形条件下,风场场区不同区域的风资源状况有很大的差异,如果测风数据不能客观反映风能资源状况那么将会对风电场设计和建设产生不利的影响。
测风塔仅具有位置的代表性是不足的。
测风应该遵循3R原则,即正确性(Right)、代表性(Representativeness)、可靠性(Reliability)。
一.正确性
正确性(Right)是指正确的设立测风塔包含着正确安装测风塔和正确选取测风设备。
安装测风塔之前需要对经过前期宏观选址工作场区位置有初步的认识,首先要了解该地区主导风向,确定主导风向能够帮我们选取正确安装位置,避免选到了背风区域或者湍流大、可能产生负切变的区域;能够帮我们正确的确定传感器支架方位,减少塔影效果的影响。
其次,要了解当地气候特征,主要是了解极端性气候特征。
如某些测风塔容易遭受裹冰,那么我们在建设测风塔时就要增加测风塔的强度或者采用自立塔而不是斜拉线塔;针对雷暴天气多,测风塔接地电阻小于4Ω的前提下,需要考虑避雷针的单独设计(如鱼叉型避雷针、用铜线直接接地)、增加额外的降阻措施(如加降阻剂、石墨棒、铜棒等);场区潮湿、雾气严重,那么记录仪需要增加干燥剂且用密封箱和电缆密封件,接线部位要做好防锈蚀处理,数据线要考虑使用铠装型电缆线。
二.代表性
测风塔的代表性应有两层含义:测风塔安装地点具有代表性、测风数据具有代表性。
(1)测风塔安装地点要具有代表性。
即测风塔选址要能够最大限度的代表测风塔周边场区的风资源分布特性,一般海拔越高风速越大,测风塔所能代表的区域范围有限,因此需要通过加密测风塔的方式减少代表性差的问题。
海拔梯度比较大的场区,建议设置三个不同海拔等级,在每个等级海拔较高、视野开阔四周无临近山峰阻挡、场地附近无小山包或者突出的树丛的地方安装测风塔。
如果海拔梯度变化不明显的场区,应将测风塔安装在场区平均海拔高度位置,选取地点的地形地貌能够与整个场区绝大多数情况吻合。
(2)测风数据要有代表性。
指的是测风数据必须能够为将来风电场建设提供有代表性的数据。
一是安装有代表性传感器。
风速、风向、气压、温度这四种传感器必不可少,另一方面传感器测量高度应具有代表性。
参照目前的比较流行的兆瓦级风机轮毂高度,测风塔高度应选取80m以上,如果条件允许推荐选取100m乃至更高的测风塔。
植被茂密的区域,接近树冠层的10m高位置安装风速风向没有太大价值,应根据实际状况抬高底层风速风向的安装高度。
为了避免固定风速风向的撑杆和塔影效果的影响,风速和风向安装位置应错开。
三.可靠性
可靠性主要表现在测风过程中测风设备及其附属配件稳定可靠、测风塔安装、检修、维护有可靠的文
本记录。
目前在实际风数据分析过程中有些风向数据变化不遵循实际规律而发生突变或者同主导风向保持一个比较恒定的差值、上下层风向有一个明显而且所有扇区都存在的恒定差值,这种情况一般是因为固定风向的撑杆发生了偏移,这种偏移的发生一般是安装固定不牢导致的,这样使得风向数据变得不可靠。
同样的如果风速撑杆固定不牢,而使得撑杆方向从迎风侧或垂直于风向侧移动到顺风侧,这种位置容易受到测风塔塔影效果的影响,那么风速数据可靠性也会变差。
所以测风设备安装固定一定要可靠,传感器撑杆需三点固定。
测风塔安装和运维的时需详实记录现场的情况,清晰的阐述测风塔安装过程、运维出现的问题、解决的方案,对今后做数据清理工作提供了参考。
从实际情况看,往往由于测风塔运维记录不全,对海量原始数据进行清理的时候可能会忽略那些不可靠的数据,对结果产生不良影响。
特别是有些测风塔测满一年的数据后就会被拆除或者移动到其他位置,如果没有运维记录那会对风资源分析工作带来麻烦。
4.1.2基于CFD的测风塔选址示例
第4.1.1节只是给出了测风塔选址的一般性原则,随着流场模拟技术的逐步成熟和在风电领域的大规模应用,借助流场模拟技术进行测风塔选址已经变得完全可行,进行流场模拟的前提是进行网格划分,即将整个项目区域及周边划分为多个扇区,每个扇区在水平及垂直上划分为数以千万计的三维网格,在现有技术条件并保证计算速度的前提下,最小的网格分辨率可达水平10m,垂直3m,保证分析结果能够准确反映局部地形、地貌的变化对微观流场产生的影响。
利用软件逐网格求解NS方程,准确模拟地形起伏变化及地表粗糙度对风流的影响,最终实现对整个项目区域的流场分析。
在最终完成项目区域流场模拟后,即可进行测风塔位置初选。
影响风况的风流参数主要有风加速因数、湍流强度、水平偏差和入流角。
测风塔位置应满足如下条件:
1.所选区域风加速因素处于风电场整体平均水平;
2.所选区域湍流强度最小;
3.所选区域水平偏差值绝对值最小;
4.所选区域入流角绝对值最小。
以上条件与进行常规测风塔选址时的要求是相通的,测风塔选址时要求测风塔附近无明显障碍物遮挡、避免受气流畸变影响,反映在CFD分析图谱中即是要求选择湍流强度最小、水平偏差及入流角绝对值最小的区域。
整个测风塔选址的具体流程如下:
1.完成场区地形CFD流场模拟,借助分析图谱,根据选址原则相互叠加的方法确定几个各项指标均合理的区域作为测风塔的初选区域。
2. 在利用CFD流场模拟技术初步确定测风塔备选区域后,并不能确定测风塔的准确位置。
必须结合中尺度数值模拟进行微观选址,结合风资源图谱确定所有风机最优点位,根据点位及测风塔代表范围,确定测风塔具体位置。
3. 根据项目规划容量进行初步的风机布置,因不确定未来风场选用机型功率大小,故进行微观选址时应选择适合当地中尺度数值模拟结果及气象数据所展现的风况和气候状况,且功率较小的风机。
例如一个
风电场规划容量49.5MW,目前国内主流风机中功率最小的风机一般为1.5MW,故应选择布置至少35台1.5MW的风机(一般选取数台风机作为测风塔备选位置)进行微观选址,确保测风塔最终能够代表该区域内所布置的绝大多数风机机位处风况。
4.完成机位布置后,可以将处于初选范围内的风机机位替换成测风塔,对于有多个初选位置的,可以先根据风机布置数量及测风塔代表性范围确定需要的测风塔数量,然后根据不同的初选区域指定不同的测风塔方案,所有方案进行比选最终得到最优方案。
测风塔代表性半径如下所示:
表4.1.2-1 不同地形下测风塔的代表性范围参考半径
4.2测风塔高度选择及配置
4.2.1测风塔高度的选择
在完成测风塔位置选择后,需要进行测风塔立塔高度的确定,一般情况下考虑到未来风电场建设的不确定性,因此测风塔的高度应留有一定的冗余,以保证未来使用高轮毂风机时,测风塔实测风况能够满足风资源评估的需求。
具体的高度选择建议如下所示:
表1.2.1-1 测风塔高度选择建议表
4.2.2测风塔设备的配置
表4.2.2-1 80m高度测风塔传感器配置建议
五.测风塔数据解码软件的使用
5.1 NRG软件的使用
NRG 数据,文件后缀为.RWD
双击图标,进到下面的页面,点击“Load header”按钮,读取数据表头等相关信息。
此时会弹出警告说这个测风塔的数据还没有建立mast 文件,点击“是”即可。
点击“是”之后,出现下面的页面,对于这个页面特别需要注意”Encryption Code”,如果数据有密码,则勾上并且输入四位密码;如无密码则不勾。
右边红框内是Slope 和Offset 的值,用来校准数据的。
在现场人员不做特殊重新校准数据的情况下,一般这两个值不变。
Print Precision是小数点的位数,对于风速一般选取3位到4位,以保证数据的精确性。
设定完后关闭保存。
在NRG\SiteFiles 文件夹下就出现了这个测风塔的nsd 文件(基础信息配置文件)。