测风塔资料质量控制及效果检验评估

针对选取103座测风塔资料,提出完整的质量控制方案,并基于JRA-55、CRA-40等再分析资料,对测风塔资料的数据质量及质控方案效果进行检验评估。结果表明:(1)大部分测风塔数据的缺测率、可疑率和错误率都较低,只有少数测风塔在某些观测高度处的缺测率、可疑率、错误率较高;(2)无论是温度还是U风,测风塔资料与JRA-55再分析背景场资料的质控Observation-Minus-Background(简称OMB)结果都更接近0,这表明相对于CRA-40再分析资料,JRA-55再分析资料在近地面气象要素重现模拟上具有一定的优势;(3)对测风塔观测资料质量控制效果进行检验评估结果表明,质量控制后的温度和UV风相对于再分析资料的偏差更接近0,标准差减小。相较而言,质量控制后UV风偏差和标准差减小得更多,其应用效果较温度要素好。

大型海上测风塔塔影效应的数值模拟研究

海上测风塔塔架尺寸大、结构宽、塔影效应明显,会造成海上测风误差与风电场发电量计算偏差。然而,由于缺乏海上测风数据,目前对于大型海上测风塔塔影效应的研究较少。针对该问题,本研究采用计算流体力学方法研究海上测风塔的塔影效应。研究结果表明:在测风装置放置位置方面,不同方向测风点处风速与入流风速的差值有很大不同,外伸距离越小,速度衰减越快。在测风塔不同结构影响方面,对比测风塔内部结构的塔影效应,在各测风点位处横材的影响均大于斜材。在塔影效应规律方面,对比不同高度测风塔塔段,塔影效应均在外伸长度4m处后逐渐稳定,且塔影效应随外伸长度的变化规律符合指数衰减规律。研究结果对海上测风塔的结构设计及测风数据修订具有指导意义。

覆冰拉线测风塔钢绞线预应力施加方法

拉线测风塔是由直立的桁架结构塔身和沿高度方向斜向布置的数层钢绞线组成的高耸结构。在正常设计和建造的情况下,测风塔结构物发生破坏的概率之高在土工结构物中实属罕见。其中,有不少测风塔的结构破坏是在风荷载和覆冰荷载联合作用下发生的。目前,由于我国对覆冰荷载和风荷载联合作用下测风塔结构整体稳定性方面的研究还不够成熟,所以有必要进行如下研究。应用ANSYS有限元软件建立拉线测风塔模型,根据规范对其施加风荷载和覆冰荷载,通过改变钢绞线的预应力大小,观察塔身的节点位移情况,总结覆冰情况下拉线测风塔塔身位移规律,并最终确定更加合理的钢绞线预应力施加方法。

测风塔资料在风电场风速预报中的应用研究

以2023年4月18日发生在甘肃省的一次大风天气过程为例,选取GFS(全球预报系统)0.25°×0.25°再分析资料,基于WRF模式及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),利用测风塔资料和常规观测资料进行数值同化试验,分析测风塔资料和常规观测资料同化对改进数值模式初始场的影响及其后续预报的机制。结果表明:同化试验能有效地改进初始场,使用常规观测资料和测风塔资料可有效地修正初始场的10 m风场、2 m温度场,改善预报效果;通过对单点的近地层风速进行检验,发现同化测风塔资料和常规观测资料对近地层风速的改进效果最佳,同化常规观测资料的改进效果次之,且同化观测资料对模式预报具有时效性,不同高度上的风速预报效果均在前36 h有明显的改善。

易去污放射性排风塔内壁涂层配套性设计研究

针对核设施排风塔内壁混凝土表面放射性物质含量高、去除难度大的问题,开展易于放射性去污涂层配套性设计研究;采用高固体分封闭底漆、弹性环氧腻子、低表面能易去污面漆三涂层配套体系;分别对底、中、面涂层的常规性能进行了测试,并综合评估了涂层之间的配套性及施工性,结果表明,涂层之间配套性好、施工简易,具备优异的耐辐照、易去污性能。

一种用于气象风塔的驱鸟装置

在气象观测领域,国家站观测场中的10 m风塔经常成为鸟类筑巢的场所,给基层气象部门带来不必要的困扰,并影响观测数据的质量。文章设计了一种专用于10 m风塔的驱鸟装置,通过红外传感器检测鸟类的接近,结合单片机的识别和控制,以及声波发生装置的声音威慑,解决鸟类干扰问题。经实验验证,该驱鸟装置有效且可行,为解决气象观测中的鸟类干扰问题提供了新的解决途径。

风资源精细化测量评估-测风塔塔影效应分析

在风电项目开发中,塔影效应分析至关重要。选用实际风电场测风塔10 min实测风数据,根据风电行业风资源评估标准及国际IEC对于风资源数据评估的要求,借助Windographer软件对同一座测风塔同一高度不同风速仪安装朝向所测风数据进行处理分析。首先对比2个风速仪不同朝向的风速相关性,然后利用标准及软件对塔影效应的风向进行处理,得到风速仪拟合后不受塔影效应影响的风速结果,将其与该风塔塔影效应影响的风速对比,即得塔影效应对风速影响的程度。

山地复杂地形风场相邻测风塔数据相关性研究

风能资源的测量与评估有相关规范要求,根据常规规范要求,测风塔代表半径范围为山地风场3公里、平原风场5公里。而在实际测风中,尤其是山地区域,地形复杂多变,同一型号规格的测风塔代表范围在实际中需根据地形地貌进行布置。本文将讨论山地风场相邻同型测风塔之间的相关性,从风速频率、风速的日变化、风向频率、最大风速日变化等数据相关性做出对比分析。

测风塔风速的长程持续性特征研究

基于中国陆上风能资源专业观测网提供的测风塔风速资料,本文利用去趋势波动分析(Detrended Fluctuation Analysis, DFA)方法,研究了103座测风塔在不同高度处观测的、不同分辨率的风速时间序列的长程持续性特征。结果表明:(1)同一测风塔观测的不同高度处的风速时间序列,存在一致的标度行为,与数据时间分辨率无关;(2)对于6 h平均风速序列而言,103座测风塔观测风速的DFA指数α数值范围基本在0.55~0.91之间,都表现出较强的长程持续性,区域特征不明显;(3)对于10 min平均风速序列,DFA标度指数曲线存在弯折,以24 h尺度为界,呈现出2个明显的独立标度区间:在较大的时间尺度上,标度指数α的数值大小为0.80,而在较小的时间尺度上,α的数值大小约为1.38。

覆冰作用下拉线式测风塔的极限承载力分析

结构的极限承载能力是分析结构破坏的重要参数,为了分析覆冰作用下拉线式测风塔的破坏特征,采用静力非线性方法对覆冰作用下拉线式测风塔极限承载能力进行了分析。为了合理考虑覆冰荷载作用下荷载作用工况,根据规范考虑基本风压的共同作用。根据风荷载和覆冰荷载的变化特征,假设结构静力非线性分析过程中基本风压保持不变,只考虑覆冰荷载的增加,但是由于覆冰厚度的逐步增加,迎风面积会增加,从而风荷载也逐步增加。如果在每一个荷载子步都采用投影法计算迎风面积,则计算量非常大,为了提高计算效率,因此提出了一种基于投影面的迎风面积的简便计算方法,可以方便计算结构静力非线性分析增量子步风荷载,快速实现覆冰作用下拉线式测风塔的静力非线性计算。在此基础上确定结构的极限承载能力,并分析了结构破坏特征,为结构合理设计提供参考。

天津沿海地区测风塔不同高度风速特征

利用天津市东部沿海地区汉沽、大港测风塔2017-2019年观测数据,统计分析了测风塔不同高度风速的时间变化特征,对30~100 m风速与10 m风速的关系以及风切变指数的变化规律进行了探讨。结果表明:各个高度上风速均具有明显的季节变化特征,春季风速最大,且最易出现大风天气,平均风速、大风日数及大风强度均达到最高;夏秋季转换期风速最小。风速具有明显的日变化特征,午后各个高度的风速均达到最大值。相关分析表明,30~100 m风速与10 m风速表现出显著的正相关关系。各高度与10 m高度的风速之差、风切变指数呈现出相似的日变化特征,即午后海风盛行阶段两者均最小。此外,通过对比两个测风塔风速的变化特征发现,汉沽平均风速更大,大风天气发生频次更多,强度更强,且风速的日变化和海陆风变化特征更加明显。

国医大师张震疏调气机学说与傣医风塔之比较

国医大师张震通过继承中医气的理论及功能特点并加以总结,开创“疏调气机”学说,在临床上取得了良好的治疗效果。傣医风塔主气,常“风气”并提,在临床治疗上有“以风辨病”之说。从气的来源、运动规律、功能、气机失调特点及治疗出发,将国医大师张震所提出的疏调气机学说与傣医风塔进行分析比较,发现二者在论述气的基本特征上如出一辙,这为傣医在疾病治疗方面融入张老师的疏调气机学说提供了理论依据,促进了中医、傣医的深入交流。

上海长滩观光风塔施工关键技术

以上海长滩观光风塔项目为例,简述了该工程项目的基本情况,为适应核心筒墙体变化、避免受力不均对塔身结构造成损害、解决板块间不共面的问题,提出了核心筒施工采用液压整体提升钢平台工艺,幕墙网壳钢结构采用分段拼装整体累积液压提升悬挂安装施工工艺,曲面三向斜交网格体系玻璃幕墙安装采用环轨吊施工等关键技术,实践证明,这些施工工艺均达到了显著的示范效应。

海上测风塔的航标配布

为使海上单一测风塔航标配布更加完整准确、可靠适用,确保过往船舶通航安全,根据海上测风塔类型和应用场景,结合近年来颁布实施的法规标准,分析研究了海上单一测风塔航标配布种类、航标特征、系碇系统,为其航标配布应用提供思路和参考。

响水风电场海上测风塔设计与施工

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。

插补测风塔缺测数据的相关性计算方法讨论

风电场测风塔测风数据的质量直接影响风能资源评估的结果,进而影响整个风电场投产运行后的经济效益。因此,测风塔缺测数据的插补,在整个风电场的设计过程中具有重要的作用。文章主要讨论了在风电场工程中,采用直接相关法和统计相关法进行测风塔缺测数据插补的实用性。

应用印痕函数研究测风塔资料代表性

影响测风塔代表性的因素很多,为了合理地确定测风塔观测结果能够代表的区域范围,需要通过适当的方法综合考虑这些因素。湍流通量代表性研究中常用的印痕函数是风速、稳定度、下垫面粗糙度等的函数,可以定量地刻画单点观测结果的代表性。利用印痕函数方法对中国风能资源观测网中来自不同下垫面的44个测风塔2010年的观测结果进行了测风塔资料的代表性分析。首先,根据两层(10、70 m)的风速和温度计算稳定度参数Lp并确定中性层结,粗糙度的计算选取了中性层结条件下满足对数风廓线的资料。然后,利用中性层结下70 m高度主导风向和风向频率较大方位的资料分析了两种印痕函数方法(Schuepp和Hsieh方法)的适用性及代表性范围与粗糙度的关系。两种方法得到的印痕函数对应距离(即代表性范围)比较接近。但是,在复杂山地Schuepp方法已不适用。当粗糙度小于10 m时,粗糙度与印痕函数对应距离的关系可用对数-线性函数描述。根据经验推荐了利用印痕函数积分90%对应的距离以及下垫面显著变化位置来确定测风塔代表范围。但是,印痕函数积分阈值仍需要通过示踪实验或数值模拟检验。

风廓线与测风塔资料在地面风场预报中的应用研究

运用四维同化方法将风廓线雷达和测风塔资料应用到WRF模式中,通过对比资料同化前后模式对地面风场的预报效果可知,加入风廓线雷达和测风塔资料后模式对风速的预报效果有明显提高,对风向的预报也有一定程度的改善;资料同化结束后,模式预报在49h内对地面风场预报效果仍有明显改善,但随着模式预报时间的增加,在模式积分49h以后,同化资料前后模式对地面风场的预报效果无明显变化。另外,通过对资料同化前后模式对风速预报误差的分析可知,在对模式风场预报的改进中风廓线雷达资料的贡献大于测风塔资料的贡献。

基于测风塔实测台风威马逊登陆过程的强风特性分析

利用广东省徐闻县西连镇90 m测风塔在1409号超强台风威马逊登陆期间获取的具备完整的台风代表性的观测数据以及处于台风外围的广东省茂名市博贺镇100 m测风塔的观测数据,对台风威马逊的近地层强风特性进行了分析,西连测风塔结果表明:风速时程曲线呈明显的"M"型分布特征,台风中心经过测风塔前后,风向沿逆时针方向大幅偏转约170°。风速随高度增加而增大,风速廓线较好地符合对数和幂指数律;台风过境前后,各强风区的风速廓线幂指数和粗糙长度呈先减小后增大的特点;粗糙陆地下垫面的风速廓线幂指数和粗糙长度较大。湍流强度和阵风系数在前外围强风区或后外围强风区较大,在前眼壁强风区或后眼壁强风区较小,湍流强度和阵风系数随高度增加而减小,基本符合指数为负值的幂指数律;粗糙下垫面对湍流强度和阵风系数有增大的作用。外围强风区和眼壁强风区的10 min风向变率变化较为平稳,而在眼区变动较为剧烈,在眼区,当风速达到最低值或次低值时,10 min风向变率幅值达到最大值。博贺测风塔结果表明其总体上与西连测风塔台风前外围和前眼壁强风区的情形相似。