《风电场风切变》PPT课件.ppt

风剪切对风电项目应用影响的探讨,风切变和风切变指数,风切变：指大气中两点间风速变化梯度 风切变可分为水平和垂直两大类 在风电应用风切变仅指风在垂直方向上的变化规律及特征 风切变指数表示： 风速随高度变化服从普朗特经验公式 地面粗糙度对风切变影响 利用风切变幂律(风廓线)公式计算求得不同高度的风切变指数。,式中，Vn，Vi分别为高度Zn，Zi处的风速，为风切变指数，其值与地面粗糙度有关。,风切变幂指数律,年平均风速计算： 根据各测风高度的年平均风速计算风切变指数 10min的实测风速计算： 根据10min风切变指数进行平均 总风切变指数计算： 计算出各层风切变指数后，最终总风切变指数可采用不同方法计算。目前常用的有各高度风切变指数平均值、高层风切变指数、使用各高度风切变指数拟合值,风切变指数计算方法,地形变化对风切变影响 地面粗糙度对风切变影响 温度变化对风切变影响 大气层稳定性与温度有关 白天日照各空气层对流磨擦释放,影响风切变指数的因素,内蒙风场实测风切变年变化曲线,风切变指数年变化,季节影响 根据国外研究在马尔它Mediterranean岛的研究发现，10m和25m之间的风切变指数随季节变化明显，其中一月最大达到0.45、七月最小为0.29 年变化中不同高度间指数变化不同,日变化： 一天中晚上风切变指数大，而白天要小一些 不同高度日变化： 40m与80m之间的风切变明显高于1040之间的风切变 超过100m稳定气流层,风切变指数日变化,风切变指数日变化曲线,Big Spring风场实测风切变日变化，NREL,内蒙风场风切变日变化,负切变及指数拟合,风切变指数负变化情况,由于测风塔位于缓坡丘陵的顶部，由于地形作用，40-50m高度出现了负切变。,问题： (1)幂指数拟合风切变指数偏低； (2)平均风切变指数偏小 (3)导致机组选型可能不合理 (4)塔架高度选择受影响,山脊应尽可能处于垂直于主风向的位置，而且山前不要有什么山形变化 山前上升坡度到山尖应尽可能连续 山脊风速的提高要高于园球型山。 陡峭山上风速的提高与平地相比随高度变化会很快下降 最佳坡度为1:3到1:4之间 山附近地形情况对山上气流结构有影响 斜度高于1:4的山坡应避免,山区风场选择,地面粗糙度影响 粗糙度变化导致风切变改变,地面粗糙度及温度影响,对发电量预测的影响 测风塔选址位置 机组选型影响,风切变指数对风电场前期工作的影响,机组选型 轮毂高度的50年一遇最大风速 不同机位的实际海拔校核每个机组轮毂高度处的50年一遇最大风速 塔架高度选择 线路设计,风切变指数对风电场设计的影响,机组选型,轮毂高度的50年一遇最大风速 极端风速：不同机位实际海拔校核每个机组轮毂高度处的50年一遇最大风速 高风切变出现概率影响机组选择 IEC，GL，DNV有关规定 正常运行条件和极端条件下指数 极端条件的静载和疲劳载荷,IEC，GL，DNV有关规定,集电线路设计,线路铁塔或线杆受力安全性 线杆间合理间距选择 集电线路设计中风切变指数选用,风切变对风电场运行和维护的影响,风电机组安全性 经济性影响 影响风电场发电量,异常风切变对机组部件的影响 传动系统的非正常磨损 极端情况风电机组破坏的可能性 设备安全防范措施 机型选择时充分考虑高风切变影响 控制策略选取,风电机组安全性,正确分析不同季节高风切变指数出现的可能性和概率 对温度变化带来的风切变影响应给予充分认识 对于较高风切变指数出现频率高的风电场，应加大对传动系统以及叶片的检查力度 风切变变化将影响机组性能,风电机组安全性,经济性影响,塔筒高度优化 如果风切变指数小，则不必要选择过高的塔架，假设塔架能够降低5米，则