測風數(shù)據(jù)給風電場設計和建設提供基礎性的支持。測風數(shù)據(jù)能夠為判定一個地區(qū)風能狀況、風電機組選型、布機方案和年發(fā)電量計算提供依據(jù),特別是在復雜氣候和地形條件下,風場場區(qū)不同區(qū)域的風資源狀況有很大的差異,如果測風數(shù)據(jù)不能客觀反映風能資源狀況那么將會對風電場設計和建設產(chǎn)生不利的影響。測風塔僅具有位置的代表性是不足的。測風應該遵循3R原則,即正確性(Right)、代表性(Representativeness)、可靠性(Reliability)。
1 正確性
正確性(Right)是指正確的設立測風塔包含著正確安裝測風塔和正確選取測風設備。安裝測風塔之前需要對經(jīng)過前期宏觀選址工作場區(qū)位置有初步的認識,首先要了解該地區(qū)主導風向,確定主導風向我們能夠幫我們選取正確安裝位置,避免選到了背風區(qū)域或者湍流大、可能產(chǎn)生負切變的區(qū)域;能夠幫我們正確的確定傳感器支架方位,減少塔影效果的影響。其次,要了解當?shù)貧夂蛱卣?,主要是了解極端性氣候特征。如某些測風塔容易遭受裹冰,那么我們在建設測風塔時就要增加測風塔的強度或者采用自立塔而不是斜拉線塔;針對雷暴天氣多,測風塔接地電阻小于4Ω的前提下,需要考慮避雷針的單獨設計(如魚叉型避雷針、用銅線直接接地)、增加額外的降阻措施(如加降阻劑、石墨棒、銅棒等);場區(qū)潮濕、霧氣嚴重,那么記錄儀需要增加干燥劑且用密封箱和電纜密封件,接線部位要做好防銹蝕處理,數(shù)據(jù)線要考慮使用鎧裝型電纜線。
2 代表性
測風塔的代表性應有兩層含義:測風塔安裝地點具有代表性、測風數(shù)據(jù)具有代表性。
(1)測風塔安裝地點要具有代表性。
即測風塔選址要能夠最大限度的代表測風塔周邊場區(qū)的風資源分布特性,一般海拔越高風速越大,測風塔所能代表的區(qū)域范圍有限,因此需要通過加密測風塔的方式減少代表性差的問題。海拔梯度比較大的場區(qū),建議設置三個不同海拔等級,在每個等級較海拔高、視野開闊四周無臨近山峰阻擋、場地附近無小山包或者突出的樹叢的地方安裝測風塔。如果海拔梯度變化不明顯的場區(qū),應將測風塔安裝在場區(qū)平均海拔高度位置,選取的地點的地形地貌用前述狀況一樣。
(2)測風數(shù)據(jù)要有代表性。
指的是測風數(shù)據(jù)必須能夠為將來風電場建設提供有代表性的數(shù)據(jù)。一是安裝有代表性傳感器。風速、風向、氣壓、溫度這四種傳感器必不可少,另一方面?zhèn)鞲衅鳒y量高度應具有代表性。參照目前的比較流行的兆瓦級風機輪轂高度,測風塔高度應選取70m以上,如果條件允許推薦選取80m高測風塔。植被茂密的區(qū)域,接近樹冠層的10m高位置安裝風速風向沒有太大價值,應根據(jù)實際狀況抬高底層風速風向的安裝高度。為了避免固定風速風向的撐桿和塔影效果的影響,風速和風向安裝位置應錯開。
3 可靠性
可靠性主要表現(xiàn)在測風過程中測風設備及其附屬配件穩(wěn)定可靠、測風塔安裝、檢修、維護有可靠的文本記錄。
目前在實際風數(shù)據(jù)分析過程中有些風向數(shù)據(jù)變化不遵循實際規(guī)律而發(fā)生突變或者同主導風向保持一個比較恒定的差值、上下層風向有一個明顯而且所有扇區(qū)都存在的恒定差值,這種情況一般是因為固定風向的撐桿發(fā)生了偏移,這種偏移的發(fā)生一般是安裝固定不牢導致的,這樣使得風向數(shù)據(jù)變得不可靠。同樣的如果風速撐桿固定不牢,而使得撐桿方向從迎風側(cè)或垂直于風向側(cè)移動到順風側(cè),這種位置容易受到測風塔塔影效果的影響,那么風速數(shù)據(jù)可靠性也會變差。所以測風設備安裝固定一定要可靠,傳感器撐桿需三點固定。測風塔安裝和運維的時需詳實記錄現(xiàn)場的情況,清晰的闡述測風塔安裝過程、運維出現(xiàn)的問題、解決的方案,對今后做數(shù)據(jù)清理工作提供了參考。從實際情況看,往往由于測風塔運維記錄不全,對海量原始數(shù)據(jù)進行清理的時候可能會忽略那些不可靠的數(shù)據(jù),對結(jié)果產(chǎn)生不良影響。特別是有些測風塔測滿一年的數(shù)據(jù)后就會被拆除或者移動到其他位置,如果沒有運維記錄那會對風資源分析工作帶來麻煩。