测风塔塔体结构设计.doc

第二章（2）测风塔的结构、地点 ）测风塔的结构 地点 选择和安装测风塔„用于对近地面气流运动情况进行观测、记录的塔形构筑物，以前多由 地 气流 情 的塔 构筑物 前多 气象、环保部门建造，用于气象观测和大气监测风力发电场（Ch2.2）测风塔„ „为 电 投资建 获 第 为风电场投资建设获取第一手风能资料 能资料 主要功能：环境监测，风、气压、温度、湿度等资源数据采集，为相 应仪器设备的安装做支撑 适用单位：风电场前期规划、气象数据采集、环境监测等部门„风力发电场（Ch2.2）主要内容 要内容„ „ „ „ „ „测风塔的结构 塔的结构 测风塔的地点选择 测风塔的安装 测风设备的调试 测站的运行和维护 数据的收集和管理风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„分类‰ ‰圆筒式 桁架式风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„结构‰塔架„ „拉绳型 自立型风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构‰ ‰基础 传感器支撑构件 支柱和横梁 满足 传感器支撑构件：支柱和横梁，满足„ „ „ „能经受该处可能发生极端情况下风和冰的载荷 结构稳定 风引起的振动最小 结构稳定，风引起的振动最小 防止环境造成的腐蚀 不要堵塞传感器外罩的排水孔，冰冻条件下积水 膨胀可能会破坏传感器内部元件风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„结构‰ ‰ ‰电缆 接地和防雷保护装置 测风系统风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„要求‰ ‰应便于其上安装的测风仪器的维修 在沿海地区，结构能承受当地30年一遇的最大风载的冲击， 表面应防盐雾腐蚀 基础„‰测风塔无论采用何种结构形式，在遭遇当地30年一遇风载时，都不应 由于其基础（包括地脚螺栓、地锚、拉线等）承载能力不足而造成测 风塔整体倾斜或倒塌风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„要求‰防雷„测风塔顶部应有避雷装置，接地电阻不应大于4欧姆风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构安全标志测风塔应悬挂有“请勿攀登”的明显安全标志测风塔位于航线下方时应根据航空部门的要求决定 测风塔位于航线下方时，应根据航空部门的要求决定是否装航空信号灯在有牲畜出没的方应设防护围栏在有牲畜出没的地方，应设防护围栏主要内容要内容塔的结构测风塔的结构测风塔的地点选择 测风塔的安装测风设备的调试 测站的运行和维护 数据的收集和管理尽量远离障碍物；否则在盛行风向的下风向与障碍物的水离不应少障碍物高度的倍碍物的水平距离不应少于障碍物高度的10应选择在风场主风向的上风向位置选择的位置要具有代表性，能够代表场址的主要范围要考虑测风塔附近陡峭地形对低层测量的影响 要考虑土地利用、建筑许可、入场道路等因素测风塔的数量般个测风塔覆盖，少在轮毂高度进 一般120~30MW，至少在轮毂高度进行风速、风向测量，一般风资源测试时间为一年复杂地形条件下需要更多的测量塔测风塔的位置和数量一定要在地形图上先确定，再到现场调整并最终确定主要内容要内容塔的结构测风塔的结构测风塔的地点选择 测风塔的安装测风设备的调试 测站的运行和维护 数据的收集和管理以斜拉式塔架为例塔架几乎可以在任何地点安装，但在地形相对平坦和没有树的地点更容易如果是立在斜坡或不平的地面上则塔架立起过程 如果是立在斜坡或不平的地面上，则塔架立起过程中需要多次调整拉绳如果是立在树多的地区，则塔架立起后需要为拉绳清除出足够的场地安装步骤确定底盘和锚的位置地锚选择：由每个站址的地质特性决定，地质特性应该在站址初步调查阶段确定，地锚型式与土壤条件配合不当会导致脱锚和塔架倒塌土壤类型地锚型式安装方法松散或固结的沙砾土或黏土松散或固结的沙、砾土或黏土螺旋用铁棍旋入岩石和土质箭头铁锤或凿岩机坚硬岩石销钉/岩石地锚钻孔和环氧加固/用钢钎扩孔确定好锚的点并进行安装 进行底盘装配塔架装配传感器及相应设备安装原则：测风传感器在塔架上用支架安装必须想方设法减小塔架、支架、其他设备和传感器对所测参数的影响安装数量及高度一座测风塔上应安装多层测风仪，以确定风速随高度的变化（风剪切效应）至少在10m 高度和拟安装风力发电机组的轮毂中心高度处各安装一套风速风向仪，一般安装高度有10m、25m、40m、各安装一套风速风向仪一般安装高度有50m、60m、70m等高度温度计、压力计一般安装高度较低，一个风场安装一套即可 温度计、压力计般安装高度较低，个风场安装套即可上层传感器安装在离塔架顶端至少0.3m的位置，以减少塔影效应传感器要安装在单独的横梁上，支架应水平地伸出塔架以外至少3倍桁架式塔架的宽度，或6倍圆筒式塔架的直径传感器安装在塔架主风向的一侧传感器安装在塔架主风向的侧传感器的位置应在支架以上至少8倍支架直径的高度向的准确性风向的准确性磁偏角：磁北线与真北线之间的夹角风向指北杆各点不致在测风塔装多层风向标上下指北杆有 风向指北杆各点不一致，在测风塔装多层风向标，上下指北杆有5°-10°的差异风向的准确性风向标死区的位置不能直对盛行风向，死区的方向至少偏离主风向90°，死区的方向必须明确并在数据采集器或分析软件中记录，以修正风向温度传感器传感器要带保护罩，安装位置离塔架表面至少一个 传感器要带保护罩，安装位置离塔架表面至少个塔架直径的距离，以减小塔架本身热作用的影响传感器在塔架上的位置要尽可能在盛行风向上以 传感器在塔架上的位置要尽可能在盛行风向上，以保证足够的通风数采集相关件数据采集器和相关硬件在数据采集器内放置干燥剂包以防潮把数据采集器连接电缆通讯设备放入安全的防护箱内能够锁住同时 把数据采集器、连接电缆、通讯设备放入安全的防护箱内，能够锁住同时抵御恶劣天气防护箱在塔架的安装位要足够高高于平均积雪深度并能防故破 防护箱在塔架的安装位置要足够高，高于平均积雪深度，并能防止故意破坏如果用太阳能，要把太阳能电池板放到防护箱之上以防阴影，朝向南方并接近直立，以减少脏物堆积和在冬季太阳角度较低时能获得最大的能量接近直立以减少脏物堆积和在冬季太阳角度较低时能获得最大的能量 确保所有进设备防护箱的电缆都有滴水回路密封防护箱的所有开口以防止漏雨昆虫和啮齿动物造成破坏 密封防护箱的所有开口，以防止漏雨、昆虫和啮齿动物造成破坏主要内容要内容塔的结构测风塔的结构测风塔的地点选择 测风塔的安装测风设备的调试 测站的运行和维护 数据的收集和管理测风设备的调试在塔架立起之前或安装人员在塔架高处的时候设备要经过测试使其正常在塔架立起之前或安装人员在塔架高处的时候，设备要经过测试，使其正常工作，安装完成之后还应该重复做。

水利水电技术　第40卷　2009年第9期响水风电场海上测风塔设计与施工邢占清1,2,杨　锋1,2,赵卫全1,2(11中国水利水电科学研究院,北京　100038;21北京中水科水电科技开发有限公司,北京　100038)摘　要:结合响水风电场海上测风塔的设计及施工,分析了测风塔设计工况、设计荷载和海上防腐设计以及海上桩基施工工艺,所取得的成功经验可供类似工程及海上风电场建设参考借鉴。

关键词:海上测风塔;基础;钢管桩;测桩;响水风电场中图分类号:T M614(253) 文献标识码:B 文章编号:100020860(2009)0920081205D esi gn and con structi on of offshore ane m om eter tower for X i a ngshu iW i n d Far mX I N G Zhan 2qing 1,2,Y ANG Feng 1,2,ZHAO W ei 2quan1,2(11China I nstitute of W ater Res ources and Hydr opower Research,Beijing 100038,China;21Beijing I W HR Technol ogy Co 1,L td 1,Beijing 100038,China )Abstract:Based on the design and constructi on of the offshore ane mometer t our f or XiangshuiW ind Far m,the design operati on conditi on,design l oad,marine corr osi on 2p r oof and constructi on technol ogy f or p ile foundati on of offshore t our are analyzed here 2in 1The successful experiences fr om both the design and constructi on can be p r ovided as the references f or the constructi ons of off 2shore wind far m and the si m ilar p r oject 1Key words:offshore ane mometer t our;p ile f oundati on;steel p i pe p ile;p ile monit ori;XiangshuiW ind Far m收稿日期:2009205231基金项目:“十一五”国家科技支撑计划课题“近海风电场选址及风电机组运行、维护技术开发”(2006BAA01A24);“十一五”国家科技支撑计划课题“近海风电机组施工、测试专用设备的研制”(2006BAA01A27)。

开题报告船舶与海洋工程测风塔的结构设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义发展可再生能源是应对气候变化、优化能源结构、解决能源和环境问题的关键,是我国能源战略调整、转变电力发展方式的重要内容。

随着全球范围内石油、煤炭等化石能源紧缺状况的进一步加剧,各国都在大力提倡和实现节能减排的低碳型经济发展模式,我国风能资源储量巨大,风力发电是一种清洁能源,开发风力发电是可持续发展能源的途径之一。

近年来，随着全球对风能资源的普遍关注和风力发电行业的迅速发展，各国政府、企业或是风电开发商开始投资兴建测风塔，为将来风电场的投资建设获取第一手风能资料。

在国家相关政策的持续支持和各方的不懈努力下,我国风电建设快速发展,装机容量年均增长率达到70%以上,截至2009年12月31日我国(不含台湾省)累计风电装机21581台,风电建设容量达到2580万千瓦。

在当前我国风电机组的装机容量和上网电量所占比重不断增加,风电场的建设规模和数量也在逐年大幅攀升的背景下,测风塔技术及其应用在风能开发利用过程中的作用更显得尤为重要。

在风能资源的开发和利用过程中,测风塔处于十分重要的位置,主要表现在风电场前期的风资源评估、风场微观选址、风电场规划设计、风电场风况实时监测、超短期预测,数值预报模式预报输出数据比对和数值模式参数校正等方面。

随着风能资源开发利用相关研究和应用工作的不断深入推进,测风塔技术在风电开发利用中的重要性认识在逐步提高,测风塔技术的应用领域也愈来愈广泛,而目前与此相关的全面研究工作甚少。

测风塔架设在风电场场址内，多为绗架式结构和圆筒式结构，采用钢绞线斜拉加固方式，高度一般为10-150米。

在塔体不同高度处安装有风速计、风向标以及温度、气压等监测设备。

可全天候不间断地对场址风力情况进行观测，测量数据被记录并存储于安装在塔体上的数据记录仪中。

我国海岸线漫长，相比陆地风力发电，海洋风力发电前景更广阔．为了获得不同高度处的准确风参数，需要在海上建造测风塔，依靠固定在测风塔上不同高度处的测风设备对风能进行观测．由于海洋环境的特点和测风设备的运行特点，导致测风塔的设计有其特殊性。

结构设计资料：测风塔塔体结构设计（1）测风塔要求为上下一致的正三角形钢结构拉线塔，70米塔的边长为0.5米，100和120米塔的边长为1米。

（2）测风塔底部要求设计为锥型铰接结构。

（3）测风塔要求通过多层三侧拉线固定，拉线层数根据相关标准而定。

（4）在铁塔底部距地面7米处设一平台，平台承重不低于300kg。

平台上方将安装采集器、太阳能电池板等设备。

架设平台主要为了便于人工数据采集，同时为了保证测风塔观测仪器的安全。

平台底部要求安装铁门，铁门能够用铁锁封闭。

（5）测风塔上要求设计安装用于架设气象传感器的横臂。

按照横臂伸出长度为测风塔直径的3倍以上的要求，70米塔横臂伸出塔身长度为1.75米，100和120米塔横臂伸出塔身长度为3.5米。

横臂要求稳定可靠，要求满足仪器设备安装架设和观测的规范性和稳定性要求。

（6）横臂安装高度和层数根据测风塔种类而定：70米塔横臂分为4层，分别在10、30、50、70米处。

100米塔横臂分为5层，分别在10、30、50、70、100米处。

120米塔横臂分为7层，分别在1.5、10、30、50、70、100、120米处。

（7）测风塔上用于架设气象传感器的横臂要求能够伸缩，以便于气象传感器的安装维护。

（8）塔体垂直度应1/1000。

结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。

事实表明，习惯左右了成败，习惯改变人的一生。

在现实生活中，大多数的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一朝一夕的事，需要坚持。

希望大家坚持到底，现在需要沉淀下来，相信将来会有更多更大的发展前景。

钢质平台海上测风塔基础结构强度及稳定性分析唐东洋1 万庆宇1黄春芳1翟钢军2（1中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，长沙4100142 大连理工大学建设工程学部，辽宁大连 116024）摘要：针对渤海海域拟建的钢质平台海上测风塔基础结构及该海域环境荷载建立数值计算模型，对测风塔基础的整体稳定性及强度进行分析计算。

重点分析了撑杆直径大小对测风塔整体稳定性及焊缝应力产生的影响；对比分析两种不同型式的柱脚，详细分析其优缺点，并采用ansys有限元软件对其进行强度分析。

本文研究为我国海上测风塔基础工程设计提供参考。

关键词：海上测风塔基础；整体稳定性；结构强度；数值模型；1 引言：拥有资源才能获得发展，掌握未来。

特别对于我国这样的发展中大国而言，能源的充分供给更是驱动经济快速发展车轮的动力。

在气候变化问题日显，化石能源濒临枯竭，各国纷纷掀起能源革命的今天，发展清洁可再生能源、积极调整能源结构、促进技术创新、减少温室气体排放已成为能源行业发展的主流。

风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，利用风力发电已经成为当今世界最主要的可再生能源技术之一。

然而，由于陆地上经济可开发的风资源越来越少。

全球风电场建设已出现从陆地向近海发展的趋势。

与陆地风电相比，海上风电具有风能资源的能量效益比陆地风电场高2O％-4O％，海上风湍流强度小，风切变小，而且海上风电场具有不占用宝贵的土地资源等优势。

因此，海上风电已经成为未来风电开发的主战场。

进行海上风电开发首先需要收集近海区域海洋水文参数及风参数的数据。

获得这些数据的最直接、有效的方法就是建立海上测风塔。

目前我国已建成的海上测风塔很少，可供借鉴参考的资料更少。

本文针对三桩钢质平台海上测风塔基础结构设计情况进行总结分析，为海上测风塔基础设计提供参考。

2 环境荷载参数及荷载组合2.1 环境荷载参数海上测风塔设计过程中考虑的荷载主要包括基础自重，上部塔架荷载、波浪力、水流力、风荷载、冰荷载和地震力等。

风力发电机组测风塔设计与布置原理解析近年来，随着全球对清洁能源的需求不断增加，风力发电作为一种环保可持续发展的能源方式备受关注。

而在风力发电机组中，测风塔的设计与布置起着至关重要的作用，它能够帮助风力发电机组实时获取风速、风向等数据，为风力发电的运行提供重要依据。

本文将对风力发电机组测风塔的设计与布置原理进行解析，希望能为相关领域的研究和实践提供一些参考。

一、测风塔的设计原理测风塔的设计原理主要包括结构设计和传感器选择两个方面。

在结构设计上，测风塔一般采用钢结构，其主要作用是支撑风速测量设备，并且要保证稳定性和可靠性。

此外，测风塔的高度也是一个需要考虑的因素，一般情况下，测风塔的高度应该高于风力发电机组的高度，以避免受到地面阻挡所带来的影响。

在传感器选择方面，测风塔通常会装备多个传感器，如风速传感器、风向传感器等。

这些传感器能够实时感知风场的变化，并将数据传输到监控系统中进行实时监测和分析。

传感器的选择要考虑到其测量精度、响应速度以及可靠性等因素，以确保数据的准确性和可靠性。

二、测风塔的布置原理测风塔的布置原理主要包括位置选择和布设策略两个方面。

在位置选择上，测风塔的布置应优先考虑到地形地貌、风速分布等因素。

一般来说，测风塔应该布置在离风力发电机组最近且风场稳定的位置，以获取最准确的风速和风向数据。

在布设策略上，测风塔的布置应该避免与其他建筑或设备相互遮挡，以保证风场数据的准确性。

同时，测风塔的布设密度也是一个需要考虑的因素，一般来说，测风塔的布设密度应该符合风力发电机组的实际需要，以确保数据的全面性和可靠性。

综上所述，测风塔的设计与布置原理是风力发电机组运行中不可或缺的一环，其设计合理与否直接影响到风力发电的效率和可靠性。

因此，在实际应用中，需要充分考虑结构设计和传感器选择两个方面的因素，同时灵活布置测风塔的位置和策略，以确保风力发电机组的正常运行及产能的最大化。

希望通过本文的解析，能够帮助相关领域的研究人员和从业者更加深入地了解风力发电机组测风塔的设计与布置原理，为清洁能源的发展贡献一份力量。

风电场海上测风塔设计与施工经验的总结和思考摘要：随着科学技术的发展及人们对自然资源需求量的加大，我国开始进行海上风电的开发。

由于我国海上风电属于开发初期，海上风电场的设计还属于萌芽阶段，存在着很多不足。

要开发海上风电，建立风电场，首先获得相关的风资源数据，这就需要要建立海上测风塔，对拟建的风电场的资源进行参数的测量。

本文结合海上测风塔设计和施工经验，分析了测风塔设计的各种问题和情况，对建设中需要注意的事项作了相关的总结。

关键词：风电场；海上测风塔；设计与施工；经验总结前言：对于自然资源日益减少的今日，海上风电的开发有着极为重要的意义。

风电是没有污染的可再生能源，对于资源缺乏的国家有着很重要的作用。

海上风能资源是最为丰富的，且较为稳定，它的风况相较于陆地更为优越，且受到的各种干扰较少，也不会涉及到土地征用的问题，因此海上风能资源的开发越来越受到国家的重视。

我国的近海风能资源可以开发的有8亿KW左右，具有很大的发展前景。

目前已经有很多国家建成了较大的海上风电场，在相关的设计和建设上有了一定的经验和技术，但我国在海上风电场设计上还处于初期阶段，各方面都不够成熟。

一、海上测风塔的设计1、地质水文的测量根据相关的调查资料显示，一般海域的地质分层分别为淤泥层、粉砂层，各土层具有不同的抗压侧阻力和极限阻力。

以黄海的某一海域为例，它的地质分层主要分为（从上往下）：（1）最上层为淤泥质的黏土，厚度大约为18米；（2）黏土之下为粉砂质泥土，厚度约为4米；（3）下层为粉砂层泥土，目前还未揭穿，是工程基桩持力层。

每个土层的抗压极限测阻力和极限端阻力的标准值都是不同的，各土层的具体标准值如下（图1）：图22、测风塔结构形式的设计一般来说，测风塔的结构形式分为两种：自立式、拉线式。

自立式测风塔的材料用量较大，需要达到很高的要求，塔体下部较宽。

拉线式测风塔的可靠性较高，受力合理，塔体也较小，但工艺相对比较复杂，拉线数量多。

因此在进行海上测风塔的设计时，要考虑到测风塔对海上船只的影响，很多海域是采用的自立式测风塔。

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。

北方海域海上测风塔设计与施工一、引言海上测风塔是一种用于获取海上风能资源信息的重要设施，它能够实时监测海上风速和风向，为海上风电场的规划、建设和运维提供重要的数据支持。

本文将介绍北方海域海上测风塔的设计与施工。

二、设计1.确定测风塔位置首先，需要根据北方海域的地理特点、风能资源分布和海域规划，选择合适的位置建设测风塔。

该位置应当远离陆地和其他建筑物，以减少地面的干扰，并且应当与海上风电场的规划相匹配。

2.确定测风塔高度根据北方海域的海洋气象资料和风电场规划的需求，确定测风塔的高度。

一般来说，测风塔的高度应当高于风电机组的轴高度，以确保能够监测到风能资源的情况。

3.设计测风塔结构测风塔的结构设计包括塔体结构和上位机设备的安装。

塔体结构一般采用钢结构，具有良好的抗风和抗海浪能力。

上位机设备安装在塔顶，并且应当考虑到环境因素，如风速、风向、温度等。

4.配套设备的选择为了确保测风塔的正常运行，需要选择合适的配套设备，如测风仪、气象仪、数据传输设备等。

这些设备应当具备高精度、低功耗和可靠性等特点，以确保准确地获取海上风能资源的信息。

三、施工1.基础建设首先，需要进行测风塔基础的建设。

基础建设包括海上定位、钻孔和混凝土浇筑等工作。

基础的稳固性对测风塔的安定性和测量结果的准确性有着重要的影响，所以需要严格按照设计要求进行施工。

2.测风塔安装在完成基础建设后，可以进行测风塔的安装工作。

安装过程中需要注意检查塔体结构的牢固性和配套设备的安装正确性，确保整个测风塔能够在风和浪的环境中稳定运行。

3.上位机设备安装完成测风塔的安装后，需要进行上位机设备的安装和设置。

这些设备包括测风仪、气象仪、数据传输设备等，它们的安装和设置都需要按照相关的说明书进行操作，以确保数据的准确传输和处理。

4.系统调试和运行在完成测风塔的安装和设备的设置后，需要进行系统的调试和运行。

系统调试包括检查测量设备的正常工作、数据传输的准确性和上位机的数据处理等方面，确保整个系统能够正常运行。