3 朱蓉大型风电机组面临的复杂风环境挑战 - 20230402-朱蓉分享.pdf

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1、大型风电机组面临的复杂风环境挑战2023.4.2国家气候中心朱朱 蓉蓉1.认识大型风电机组面临的复杂风环境2.重新建立风能资源评估技术体系主要内容十三五国家重点研发计划风能项目十三五国家重点研发计划风能项目“风力发电复杂风资源特性研究及其应用与验证“风力发电复杂风资源特性研究及其应用与验证”(2018YFB1501100)挑战：现有风资源评估理论不再适用300m250m200m150m100m50m0m近地层Ekman下层风能利用高度超过了近地层，近地层经典相似理论中湍流通量为常数的假设不再成立，风速廓线不能再用简单的指数率描述；在复杂地形条件下，中尺度局地环流作用凸显，仅仅采用CFD流场计算

2、不能满足大型风电机组的等效风功率计算精度要求。21锡林浩特冬季早8:00雷达探空指数函数67891011050100150200250300050100150200250300190200210220230240风向风速2020年2月6日14时 四川西昌激光雷达观测1.认识大型风电机组所处的复杂风环境 采用2014-2018年数据；每日两次，北京时间08时和20时；球载电子探空仪升速5-6m/s；0-300m高度范围内50-60组数据；水平飘移不超过500m。全国无线电雷达秒级探空观测全国120个探空分布（蓝色圆点）1.认识大型风电机组所处的复杂风环境609012015018021024027

3、0300330360024681012高度（m）风速（m/s）海南三沙内蒙古锡林浩特河北张家口四川西昌缓坡平坦山地山谷风廓线的两层式分布特征明显6012018024030036002468 10 12高度（m）风速（m/s）1区-青海格尔木1区-青海沱沱河1区-西藏那曲6012018024030036002468 10 12高度（m）风速（m/s）2区-新疆塔城2区-内蒙古额济纳旗2区-内蒙古二连浩特2区-内蒙古锡林浩特2区-内蒙古海拉尔6012018024030036002468 10 12高度（m）风速（m/s）3区-新疆哈密3区-甘肃敦煌3区-甘肃酒泉601201802403003600

4、2468 10 12高度（m）风速（m/s）4区-甘肃张掖4区内蒙古巴彦诺尔公4区内蒙古乌拉特中旗4区-陕西延安4区-河北张家口6012018024030036002468 10 12高度（m）风速（m/s）5区-黑龙江嫩江5区-黑龙江齐齐哈尔5区-内蒙古通辽5区-内蒙古赤峰5区-吉林延吉6012018024030036002468 10 12高度（m）风速（m/s）6区-河北乐亭6区-山东章丘6区-山东荣成6区-江苏射阳6区-安徽阜阳6012018024030036002468 10 12高度（m）风速（m/s）8区-四川西昌8区-贵州威宁8区-贵州贵阳8区-云南丽江8区-云南昆明60120

5、18024030036002468 10 12高度（m）风速（m/s）9区-广东河源9区-广东阳江9区-广西北海9区-海南三亚9区-海南三沙030609012015018021024027030033036067891011高度/m风速/m/s0404幂指数拟合030609012015018021024027030033036067891011高度/m风速/m/s0000幂指数拟合030609012015018021024027030033036067891011高度/m风速/m/s0808幂指数拟合030609012015018021024027030033036067891011高度/m风

6、速/m/s1212幂指数拟合00时04时08时12时锡林浩特国家气候观象台030609012015018021024027030033036067891011高度/m风速/m/s1616幂指数拟合030609012015018021024027030033036067891011高度/m风速/m/s2020幂指数拟合16时20时Galion激光雷达探测的2020年6-8月锡林浩特平均风廓线虚线：采用虚线：采用30m30m，50m50m，70m70m，100m100m高度高度的的风速进行风速进行幂指数拟合。幂指数拟合。对于平坦地形，不稳定大气层结条件下风廓线指数律仍然有效；稳定大气层结条件下风廓