基于windographer的测风数据分析方法研究(2)
时间:2018-12-03 09:21 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
匮乏及生活环境持续恶化的双重威胁。 现今地球上可供人类利用的常规能源日益匮乏。据相关研究人员预测，煤炭还能够被开采200年、天然气约50年、石油约30年[3]。怎样达到能源的可持续发展，进而保障社会经济的可持续发展，已成为各国政要亟待解决的重大问题，即能源战略问题。 建立以低污染、低能耗、低排放为特点的经济发展形式。用可再生能源替代传统的化石燃料来解决现代文明对能源的需要，将成为人类的重要课题。新能源将是今后人们可持续发展的核心产业。 风能是极其具有活力的可再生能源，其实际上是由太阳能转化而来，所以取之不尽，用之不竭。由于化石能源危机加上全球范围内的气候变暖，列国均抓紧开发利用风能，尽可能削减二氧化碳等温室气体的排放，以便对人类赖以生存的地球加以保护[4]。 在自然界中，风能储存量极其巨大，全世界风能资源的总量大约为2.74×109MW，其中能够被利用的风能约为2×107MW，相比于地球上能够被开发并利用的水能资源总量还大10 倍。风能资源受地形的影响较大，大部分集中分布于沿海地区及开阔大陆的收缩地带。我国的风能资源排名全球第三位，继俄罗斯与美国之后。根据中国气象科学研究院的数据，全国范围内的风功率密度约100W/m2，风能资源的总储量约为43.5 亿kW[5]。 在当前各种可再生能源中，风力发电的技术最成熟、并且是最具备大规模开发与商业化发展前景的发电形式之一。风电与核电相比，其具有投资周期短的优点，并且不易产生重大安全隐患；相比与太阳能，其成本方面具有优势，更加接近火电与水电的成本；与生物质能和潮汐能相比，具备有大规模开发的条件。当前，风电是继火电、核电、水电之后的第四大电力，成为目前实现电力清洁化、符合电力的消费需求的重点[5]。 但是自然风由于其能量密度低，波动性和随机性大，不易控制、不能够被直接存储等特点，风电项目依旧存在众多难题有待更加深入的研究。风力发电的关键取决于风能资源本身的情况与风电机组的发电技术。仅当风功率密度达到风电机组设计的最低输入能量时才能够发电，然而因为风电机组本身的特点，基于安全方面的考虑，当风向的变化频率太大或者风速太大时，风电机组是不能利用风能资源的。因此提高风能资源评估中风数据的时间与空间的精确度，为设计适合当地情况的风电机组提供依据，将能大幅度提高当地的风能利用率[6]。 所以本文重点通过对一个实际风电场的设计各个步骤中风能资源的分析、风电场选址与风电机组的选型等工作内容，总结出风电场选址及风电机组选型的要点及设计方法，以便在未来的风电项目建设中能够更好的进行风场选址和风电机组选型，使风电场经济最优化，并且尽可能降低风电场将来运营时的安全隐患。 1.2 国内外风资源评估及测风数据处理发展现状 1.3 本文主要研究内容 本文主要对风能资源的评估及风电场选址的设计进行研究，通过介绍基本的风能相关理论及原理，并对相关公式进行推导，研究风能资源的特性，探究如何进行风能资源评估，分析评估过程中的所需参数，并计算和分析了实际风能观测点的测风数据。另外简单介绍了CFD技术，分析了风电场选址技术方法，通过实际案例运用windographer软件对测风数据进行处理分析，根据统计学原理，确定数据结构，单位，测量高度，和数据列之间的关系。处理任意数量的速度，方向，温度和压力传感器中的地面以上的任意高度，任意数量的间隙或缺少的值，并且在1min到1day的任意时间步长。数据可视化、数据修正、质量控制（对于有问题的数据段）、数据分析（风切变、湍流强度、塔扭曲等）、比较及关联、输出处理数据。为探索在复杂地形及各种气候条件下高精度、计算快速的更佳的风资源评估CFD技术提供输入数据进行建模。最终得出风资源评估关键要点及并完成风电场选址设计,指出了风资源的评估中的关键因素，对风电场的选址及机型的选址提供了重要的指导作用。 (责任编辑：qin) |