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风电设计|测风塔设置要求

AI科技 2025年10月21日 07:59 0 aa

一、核心目标

获取代表性强、准确度高、长期连续的风速、风向、温度、气压等气象数据。


用于验证宏观选址的结论，并为微观选址和发电量预测提供核心输入。


二、测风塔选址要求

这是最关键的一步，位置选不好，后续所有数据都可能失去意义。


代表性原则：


必须能代表计划风电场区域的普遍风况，避免设置在局部地形（如山尖、孤立洼地）特征过于极端的位置，除非该地形就是目标安装点。


应充分考虑风电场未来规划的布局，测风塔应位于主导风的上风向，或者位于风场的中心区域。


地形与地表粗糙度：


选择的地形应尽可能均匀，地表粗糙度（如植被、建筑物）在主导风向上保持一致。


如果风场区域地形复杂，可能需要在不同区域设置多座测风塔。


避让干扰源：


远离树木、建筑物、高压线等障碍物。通用准则是：测风塔与障碍物的距离不小于障碍物高度的10倍。


避开未来风机的基础位置和吊装场地。


交通与安全：


确保施工车辆和人员能够到达，便于安装和维护。


避开地质灾害区、洪水淹没区、军事禁区等。


考虑对周边居民和环境的影晌，避免引起纠纷。


三、测风塔结构与高度要求

高度要求：


原则：测风塔高度应不低于计划安装风机的轮毂高度。目前主流风机的轮毂高度在100米以上，因此测风塔高度通常为100米、120米或更高。


原因：可以直接获取轮毂高度处的风速，避免使用模型外推带来的误差。


结构类型：


桁架塔（拉线式）：最常见类型，成本较低，安装相对方便。需要通过多层钢丝绳拉线固定，占地面积较大。


桁架塔（自立式）：无需拉线，占地面积小，更安全，但成本和基础施工要求更高。


管塔：类似于风机塔筒，通常为自立式，主要用于永久性测风站。


基础要求：


根据地质条件和塔型设计合适的基础，如混凝土独立基础、桩基础等，确保测风塔在极端风况下的稳定和安全。


四、传感器配置与安装要求

风速仪：


类型：主要使用杯式风速仪和超声风速仪。


数量与安装：


至少在3层或以上高度安装。典型的配置层数为10米、30米、50米、70米、100米、120米等。


安装时需使用足够长度的水平悬臂（通常为塔身直径的3倍以上），以确保传感器远离塔身对气流的干扰。


应对准主导风向安装。


风向标：


安装：至少在2层或3层高度安装，通常安装在最高层和中间层。


同样需要远离塔身干扰，并要进行北对准校准，确保读数准确。


其他传感器：


温度传感器和气压传感器：用于计算空气密度，这是计算风功率密度的关键参数。通常安装在2米高度或中部高度。


湿度传感器：有时也会安装，用于更精确的空气密度计算。


五、数据采集与管理要求

数据采集器：


应能连续、不间断地工作。


采样频率通常为1Hz或更高，然后计算并存储10分钟平均数据（包括平均值、标准差、最大值、最小值）。


电源系统：


通常采用太阳能板+蓄电池的组合，确保在阴雨天气也能持续供电。


数据存储与传输：


本地存储：在数据采集器中安装存储卡，定期（如每季度）派人现场下载。


远程传输（GPRS/4G/卫星）：强烈推荐。可以实时或定时（如每天）将数据传回数据中心，便于实时监控设备状态和数据质量，发现问题可及时处理。


数据安全：


应采取防雷、防潮、防盗等措施。


六、测量周期与数据完整性要求

测量周期：


至少连续测量一整年，以覆盖所有的季节变化。


强烈推荐测量两年或以上，因为不同年份的风况可能存在显著差异（年际变化）。长期数据可以用于更可靠地对齐到长期气候基准。


数据完整性：


行业通常要求有效数据完整率不低于90%。


数据完整率 = （总记录数 - 无效记录数）/ 总记录数 * 100%。


七、安装与维护

安装：必须由专业团队按照规范操作，确保安全和质量。


定期维护：


初期每月一次，稳定后每季度一次。


维护内容：检查塔体结构和拉线、清洁传感器、检查电源系统、现场下载数据备份、进行传感器校准检查。

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