基于自适应神经模糊推理系统的风速数据补齐

风电场测风数据的完整性和准确性在风电场的选址、设计、运行中具有重要意义。利用测风塔不同高度风速具有相关性这一特性可以对风电场缺失的测风数据进行补齐;本文中采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)模型对丢失数据进行补齐和优化,以测风塔70m和10m风速为输入数据,计算60m风速。对实测数据的仿真计算结果表明,用所提出的方法进行数据补齐后风速数据的计算结果误差较低,准确率高。     

浅谈海上测风塔的建设

海上测风塔是用来采集海上风力数据而建设的,根据规范一个海上风电场在项目前期必须建设1~2个测风塔收集1整年的测风数据。海上测风塔的建设条件复杂,必须要有科学合理的质量安全方案,非常海上施工经验的人力投入,才能保证测风塔建设安全经济地完成,本文结合广东已建以及在建的几个海上测风塔,分析海上测风塔建设流程以及施工的质量、安全控制措施。     

浅谈海上测风塔的拆除

随着海上风力发电的发展,在海上风电场竖立的海上测风塔越来越多,基本上每个海上风电场都竖立1~2座海上测风塔,目前全国已建海上测风塔不少于15座,通常海上测风塔设计使用年限为3~5年。根据国家的法律和法规,海上测风塔的使用年限到期后,如果没有其它用途,就需要拆除。废弃测风塔的拆除对海上风电来说是一个重要的内容,对保证作业区域的渔业生产、通航和海洋环境等都有长远影响。本文介绍了国内外海上测风塔平台拆除的相关技术,对我国海上风电测风塔建设拆除所面临的挑战提出相应的建议。     

测风塔代表性对各机位点综合折减的影响

山地风电场风能资源及发电量评估需考虑的因素众多,为研究综合折减系数中测风塔代表性对风电场各机位发电量测算的准确性,根据已建风电场的运行数据与工程前期发电量测算结果进行对比分析,风机与测风塔位置越近且海拔高差越小,发电量测算结果越接近。     

不同背景场近地层风速的预报效果检验

模式初始场的优劣对风预报结果影响较大,中国常用的全球环流背景场为美国NCEP发布的GFS资料、欧洲中心的ECMWF资料以及中国气象局的T639资料。本文收集、整理了2010年6月~2011年5月的上述3套资料,将其分别与中国境内677个基本站、基准站和400座专业测风塔同期测风数据进行对比检验,综合分析GFS、EC、T639在中国区域内的近地层风速预报效果,并给出3套数据预报性能的平面分布图,结合气象站和测风塔处的地形特征和测风数据的代表性,初步判断3套背景场的近地层风速在不同区域、不同季节的可预报性,为中尺度模式选择初始场开展风速预报服务时提供一定依据。结果表明：①风速介于（0~3）m/s时,气象站和测风塔观测资料检验结果一致,T639资料预报效果最好,GFS资料第二,EC资料第三。风速介于（3~15）m/s时,气象站和测风塔观测资料检验结果有差异,测风塔数据检验,EC资料预报效果最好,GFS资料第二,T639资料第三;气象站资料检验,GFS资料预报效果最好,EC资料第二,T639资料第三。风速介于（15~25）m/s时,气象站和测风塔观测资料检验结果一致,EC资料预报效果最好,GFS资料第二,T639资料第三;②基于（3~15）m/s风速段,中国东北、华北、西北、西南地区,全年EC资料预报效果最好,GFS第二,T639第三,但秋冬季在西南地区三套资料的预报效果均较差。华东地区,春秋季时,EC和GFS资料预报效果一致,优于T639;夏季时,EC资料预报效果最好,GFS第二,T639第三;冬季时,3套资料预报效果一致。中南地区,春、秋、冬季时,EC资料预报效果最好,GFS和T639资料预报效果一致;夏季时,3套资料预报效果一致。     

基于SAR影像的高分辨率近海风速反演

SAR影像反演高空间分辨率近海风速在海洋资源环境领域具有重要意义。利用CCMP风向数据和SAR影像,研究CCMP风向用于SAR影像高空间分辨率近海风速的反演方法。以2009年8月24日一景ENVISAT ASAR影像为例,将近海风速的反演结果与CCMP及测风塔风速进行比较,结果表明,与CCMP插值风速比较,使用CMOD4、CMOD_IFR2和CMOD5这三种算法的均方根误差分别为0.67 m/s、1.37 m/s和0.83 m/s;而与测风塔风速比较,反演结果的偏差较小,均小于1.5 m/s。因此使用SAR影像和CCMP风向数据能够反演高空间分辨率近海风速,有利于实现近海风场的业务化应用。     

基于GIS技术的陆上风能资源开发制约因素分析

本文采用中国气象局的风能资源数值模式系统,模拟了甘肃酒泉风电规划区较高分辨率（1km×1km）的50m高度平均风能资源分布状况。结果表明,玉门市昌马乡西部、瓜州县柳园镇附近、敦煌西部与新疆哈密交界区以及马鬃山镇附近年平均风功率密度和年有效小时数均较大,属于风资源较丰富区,有利于大规模风电开发。通过与测风塔实测数据的对比检验,评估了数值模拟结果的准确度。根据实际地形地貌和土地利用等基础地理信息,采用ArcGIS空间分析技术和建模工具分析了影响甘肃酒泉风电基地风能资源开发的主要制约因素,扣除不可开发区和限制开     

基于改进自回归模型的风电场短期风速预报

本文提出了一种基于自回归模型和误差动态修订相结合的风电场短期风速预报方法。通过对张北单晶河某风电场70m测风塔2017年1-3月逐15min风速数据分析,发现该方法在风速短期预报中效果明显:对未来单步和4步风速预测中,与实测值相关性分别为0.9和0.8,平均绝对误差分别为0.8m/s和1.3m/s,均方根误差分别为1.3m/s和1.8m/s,预报结果较为理想,随预报步数的增加,预报误差逐渐增大。结果表明,新的预报方法是一种有效且简单易行的风电场风速短期预报方法。     

浅谈相关性修补测风数据的应用

一个拟建风电场项目在完成了测风任务后,首先必须对风资源进行分析瑗初评估,而风资源分析必须依据至少一年的原始测风数据.由于人为的设置错误、仪器故障等原因,往往导致一年的测风数据缺测、不合理,以致原始测风数据的完整率达不到90%以上.因此,必须通过合理的方法对缺测、不合理的测风数据修补以满足风资源评估的要求.相关性的应用是最常用的修补缺测、不合理测风数据的方法之一.     

风资源评估中风速分布方法研究

在风电场一年实测风数据的基础上,文章运用R2V矢量化所研究区域的地形图,采用地理空间因子的多元回归法进行风资源模拟,用SURFER8.0软件将模拟后的数值插值到栅格,采用克里格（Kriging）插值方法将各测风塔的残差Xg插值到同比例栅格中,实现残差订正,最终实现风速分布图的绘制。并且通过国际流行的风资源分析处理软件WAsP软件对新方法的准确度进行了验证。     

西藏拉萨低风速区风能资源观测及评估

风能资源观测评估是风电开发利用的重要前提,通过在西藏拉萨市西藏自然科学博物馆内建立测风塔,对拉萨市低风速区风能空气密度大小、风能密度变化趋势、风速大小、平均风功率密度及其风能频率分布和风向偏差等特征开展统计分析与评估,结果发现拉萨市低风速区蕴藏着较为丰富的风能资源,虽然在空气密度大小和风向占比等指数方面相对劣势,但是在风能密度的大小、风速的大小、平均风功率密度及其风能频率分布等方面占优势。     

基于GIS技术的陆上风能资源开发制约因素分析——以甘肃省酒泉风电基地为例

本文采用中国气象局的风能资源数值模式系统,模拟了甘肃酒泉风电规划区较高分辨率(1km×1km)的50m高度平均风能资源分布状况。结果表明,玉门市昌马乡西部、瓜州县柳园镇附近、敦煌西部与新疆哈密交界区以及马鬃山镇附近年平均风功率密度和年有效小时数均较大,属于风资源较丰富区,有利于大规模风电开发。通过与测风塔实测数据的对比检验,评估了数值模拟结果的准确度。根据实际地形地貌和土地利用等基础地理信息,采用ArcGIS空间分析技术和建模工具分析了影响甘肃酒泉风电基地风能资源开发的主要制约因素,扣除不可开发区和限制开发区,计算得到可利用区域各等级风能资源的开发面积、技术可开发量、制约条件所占面积等评估结果。本文研究结果可为区域或风电场风能资源评估及风能资源开发利用提供技术途径和科学参考。     

鄱阳湖区近地层风能资源特征研究

在鄱阳湖区4座测风塔历时1年逐10分钟梯度观测的资料基础上,统计分析了该地区平均风特征和风能资源参数。.结果表明:鄱阳湖区风速随着高度升高而增加较为缓慢,风切变指数较平原地区明显偏小,在湖区北部的狭长地带,狭管效应对风速的增强作用较为明显;受地形的影响,鄱阳湖北部狭管内风廓线分布高度一致,狭管内外明显不同;鄱阳湖区地势低洼的地方湍流强度高于地势较高的地方的湍流强度,山脊处湍流强度随高度变化不明显,在狭管内,湍流强度较狭管外开阔湖面小;鄱阳湖区风场各高度层Weibull尺度因子值在4.92～7.49之间,各高度层Weibull形状参数值在1.49～1.84之间。观测塔位于山脊上的长岭的层形状参数和射山的尺度因子值随高度的变化趋势不同于另外两个测风塔。     

宝坻区气象条件对感冒人群指数分析

本文利用2015年1月至2017年12月宝坻区的月平均气温、2分钟平均风速、日平均气压和日降水量等气象要素数据以及宝坻区医院人体患感冒病例数据进行统计分析,然后对病例发生数量与当时的气象要素数据变化相关性进行分析,从而得到宝坻地区人体患病人数与气象要素变化的关系,并利用逐步回归法将感冒发病期分类建立感冒指数等级及预测模型公式。     

关于风能资源评估中几个关键问题的分析

风能资源评估最终成果的准确程度是风电场投资的主要内容与关键因素,而风速测量的正确程度与风能资源评估参数方法的选择对于风能资源评估的最终结果有着紧密的联系。本文主要针对风能资源评估中几个关键问题进行简要的分析,对测风塔的数量与高度进行研究论述,并对"WAsP"以及GIS应用进行总结与探究。     

中国风能资源专业观测网运行监控系统建设及应用

运行监控系统是全国风能资源专业观测网风资源观测数据分析和观测设备维护保障的实时业务平台,系统建设是全国风能资源详查的重要组成部分。系统基于J2EE架构,以Oracle10g为数据库管理软件,采用Java语言,借助ArcGISServer9.3平台提供的GIS功能服务,将Internet技术与GIS技术相结合,实现了全国风能资源专业观测网测风塔运行状态的实时、非实时跟踪,探测数据质量状况的综合与分项评估、显示和查询,各级维护维修人员保障能力的综合考评等。另外,作为系统的应用实例,本文还对组网以来观测网的稳定、可靠运行能力等进行了简单的分析评估。     

关于风能资源评估中几个关键问题的分析

针对于风电场的投资而言,风能资源评估结果的正确性成为其中的关键所在,然而风能资源评估结论的可靠度与精度也将直接由风速测量的准确性以及风能资源评估参数方法的选取来决定。本文基于测风塔的数量与高度情况,对风能资源评估中的几点关键问题进行了系统的分析与探究,并给出应用地理信息系统(GIS)的技术方法增加评估准确性的方法。     

动力降尺度法对鄱阳湖区风能资源模拟效果分析

本文利用中尺度数值模式MM5以及Calmet模型,结合地面和高空观测资料对鄱阳湖区复杂地形条件下风能资源进行动力降尺度研究,并结合鄱阳湖区4个代表风场一年实测资料对模拟结果进行全面分析,得出:动力降尺度方法能够较好地模拟出鄱阳湖区风能资源的空间分布,鄱阳湖区风功率密度高值区主要在鄱阳湖区狭长湖道南侧的水域和湖岸两侧,鄱阳湖北部狭管湖道为高值中心区。风能资源的数值模拟结果月变化特征与观测期间大风出现的时间十分吻合。各风场风向、风能方向以及风速频率分布模拟与实测结果比较一致,但在量级上有一定的偏差。各风场日平均风速模拟值与实测值年相关系数为0.647～0.780,鄱阳湖区70m高度年平均风速模拟值与测风塔实测值相对误差为6.77%。总体来说,动力降尺度方法模拟效果较好,可以作为区域风能资源评价和特性分析的有效手段。     

中国近海风能资源开发潜力数值模拟

为了解我国近海风能资源分布状况,本文运用数值模拟手段对中国近海风况进行了高分辨率的研究:①运用中国气象局开发的风能资源数值模拟评估系统(Wind Energy Resource Assessment System,WERAS)中的MM5/Calmet模式对沿海2009年1月-5月逐日模拟计算,并将模拟结果与测风塔资料进行对比,结果表明:月平均风速、逐时风速和风向以及风能参数的分布形态与观测资料均比较吻合,因此认为该模式系统可以用来对我国沿海风能资源进行可靠的数值模拟评估;②运用WERAS对我国沿海20年(1986年-2005年)平均风资源进行1km×(200～400)W/m2,附近海域的多年平均风功率密度约在(300～800)W/m2之间;福建省的风能资源特别丰富,其次是1km分辨率的计算,结果显示:我国沿海风能资源非常丰富,沿海各省70m高度的陆上多年平均风功率密度基本在辽宁省、浙江省和广东省,然后是山东省、河北省、天津市和上海市,最后是江苏省、海南省和广西省;③进一步分析了我国沿海离岸风速变化:辽东半岛东部海域、渤海湾、江苏南部到浙江北部沿海、广州雷州半岛东部海域的风速在离岸后70～85km处不再变化,广西和海南近海风速在离岸后30～40km处基本稳定,其余近海海域风速稳定线基本在离岸50km处。     

台风型风电机组设计中Vref和湍流模型研究

利用沿海气象台站和测风塔资料,计算了沿海70米高度Vref;收集了2003年以来33个热带气旋(TC)影响过程中106个TC中心附近观测个例的逐日10分钟测风资料,计算了风电机组设计中2个关键气象参数,并与IEC 61400-1相关参数进行了比较。主要结论:中国东南部沿海70m高度Vref,除个别海岛、海岬风速可超过IEC I类外,沿岸基本为IEC I类,往内陆依次为IEC II类、III类。Vref/Vave不是固定的5倍关系,福建中部沿海5~6倍,浙江北部、广西沿海6~7倍,其余沿海区域7~8.7倍。TC中心及附近90%分位数的湍流强度山地最高0.24,丘陵0.18,平坦地、防风林和海上IEC 61400-1等级均适用。