NB/T 31147-2018 风电场工程风能资源测量与评估技术规范

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    连接在塔体上,用于安置高空测量设备的横向支持杆体

    用于对测量仪器测量输出信号进行采集、记录、编译、存 和传输的电子设备

    测风期间通过观测获得的数据记录数占期望获得数据记录 的比例。

    2.0.7有效数据完整率

    在风能资源评估中的实测数据通过检验确认的有效数据记录 数占评估时段内期望获得数据记录数的比例,评估时段应为一个 或多个完整年

    在风能资源评估中,对原始测风数据中通过检验确定的缺测 数据和无效数据所进行的处理

    在风能资源评估中,将一个或多个完整年有效风速进行处理,

    其能够代表长期平均风速水平

    NB/T311472018

    2.0.10风特征参数wind characteristic parameters

    反映风况特征的参数,主要包括风速、风功率密度、风向、 风切变指数、瑞流强度、风速分布特征参数、50年一遇最大 风速。

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    3.0.1风能资源测量与评估,应在技术可行的前提下获得风电 场区域风能资源特征及分布规律。 3.0.2在测风数据的采集、存储、传输及使用过程中,应采用 保密及安全措施

    3.0.1风能资源测量与评估,应在技术可行的前提下获得风电 场区域风能资源特征及分布规律。 3.0.2在测风数据的采集、存储、传输及使用过程中,应采用 保密及安全措施

    1风能资源测量前应编制测量方

    NB: T 31147、 2018

    4.1.4应收集拟开发区域的地形地貌及相关气象资料

    4.1.7简单地形风电场风能资源测量方案应符合下列规定

    1宜根据拟开发区域面积、形状进行风电机组初步排布, 合理确定测风塔数量,每座测风塔的有效控制区域半径宜为 3km,不应超过5km。 2拟开发区域内应至少有1座高度不小于初拟风电机组轮 毂高度的测风塔。

    4.1.8复杂地形风电场风能

    1宜进行风电机组初步排布,并根据风电机组的水平空间 分布和垂直空间分布综合确定测风塔数量及位置。 2测风塔的有效控制区域半径不宜超过2km,测风塔与预 装风电机组的海拔高差不宜大于50m。 3拟开发区域及周边3km范围内测风塔数量不应少于2

    座,其中至少有1座测风塔高度不小于初拟风电机组轮毂高度, 其余测风塔高度宜接近初拟风电机组轮毂高度 4.1.9过渡地形风电场风能资源测量方案除应满足简单地形测 风方案编制规定外,还应在靠近复杂地形方向场址范围内加设测 风塔,测风塔高度不应小于初拟风电机组轮毂高度。 4.1.10拟开发区域内应至少有1座测风塔设计安装有4层及以 上的风速传感器、2层及以上的风向传感器、2层气温计、1层 气压计及1层湿度计。

    4.1.11各类测量设备的设计安装高度应符合下列规

    1应在10m高度设计安装1套风速传感器,在初拟风电机 组轮毂高度处设计安装2套风速传感器;宜在接近风电机组叶轮 扫掠面最低高度的10m的整倍数高度处设计安装1套风速传感 器;可在接近风电机组叶轮扫掠面最大高度的10m的整倍数高 度处设计安装1套风速传感器;其余风速传感器宜设计安装在风 电机组叶轮扫掠面内10m的整倍数高度处。 2应在10m高度及初拟风电机组轮毂高度处附近各设计安 装1套风向传感器,宜在风电机组叶轮扫掠面内的高度增加1套 风向传感器。 3应在测风塔近地面高度及初拟风电机组轮毂高度处附近 各设计安装1套气温计,宜在测风塔初拟风电机组轮毂高度安装 1套气压计和1套湿度计。 4在植被茂密的林区,宜在高于森林冠层10m左右高度处 增加1套风速传感器和风向传感器。 5在同一高度设计安装包含风速传感器在内的多种测量设 备时,风向传感器、气温计、气压计及湿度计的设计安装高度宜 低于风速传感器2m。

    《风电功率预测系统功能规范》NB/T31046和《风电功

    NB. T 31147( 2018

    4.1.13对存在凝冻、台风、连阴雨等气象条件的风电场,应提 出测风塔的特殊要求

    4.2.1水平风速数据采样时间间隔不应大于1s:每

    4.2.1水平风速数据采样时间间隔不应天于1S;每次记录时间 旬隔宜为10min,记录时间间隔可根据实际需要调整,在开展阵 风测量时记录时间间隔宜为1S;应记录采样时段内水平风速的 均值、标准差、最大值和最小值。 4.2.2风向数据采样频率和采样时段应与风速数据一致,并记 录采样时段内风向的均值、标准差、最大值和最小值。 4.2.3气温、气压、湿度数据采样时段应与风速数据记录的采 样时段一致,并记录气温、气压及湿度的均值、最大值和最 小值。

    速传感器应符合下列规定: 1)测量范围应为0m/s~50m/s,在极端大风天气的区 域测量范围宜为0m/s~70m/s。 2)分辨率不应大于0.1m/s。 3)在3m/s~30m/s范围内测量误差不应超过土0.3m/s。 4)起始风速不应大于0.5m/s。 5)距离常数不应大于5m。 )运行温度区间应为一40℃~50℃。 7)运行湿度范围应为相对湿度0%~100%。 8)风速传感器应在使用前进行标定,使用过程中若数 据发生异常宜重新进行标定,使用时间不应超过

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    2年。 2风向传感器应符合下列规定: 1)测量范围应为0°~360°。 2)分辨率不应大于0.5°。 3)测量误差不应超过土1°。 4)宜选择无死区的设备。 5)运行温度区间应为一40℃~50℃。 6)运行湿度范围应为相对湿度0%~100%。 3气温计应符合下列规定: 1)测量范围应为一40℃~50℃。 2)测量误差不应超过土0.5℃。 4气压计应符合下列规定: 1)测量范围应为50kPa~110kPa。 2)测量误差不应超过3%。 5湿度计应符合下列规定: 1)测量范围应为相对湿度0%~100%。 2)在相对湿度20%~80%范围内测量误差不应超过 ±3%。 6 数据采集器应符合下列规定: 1)应具备采集、计算、记录本规范规定的测量参数的 功能。 2)应至少具备数据拷贝、有线传输及无线传输功能。 3)应能够存储完整2年、记录时间间隔为10min的 数据。 4)应具备防盗功能,存储卡宜加密。 5)宜具备在存储卡丢失或损坏后仍能正常测风、短期 存储并通过无线传输发送数据的能力。 6)应具备在风电场所在地气候条件下可靠运行2年的 能力。

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    4.3.3雷达和超声波测风仪应符合下列规定、 1正式测风前与机械式测量设备进行对比观测,时间宜在 7d以上;至少在一套超声波测风仪安装高度上同时安装一套机 械式风速传感器进行对比观测。 2激光雷达和超声波测风仪风速测量范围宜为0m/s~ 70m/s,声雷达风速测量范围宜为0m/s~30m/s。 3 分辨率不应大于0.1m/s。 4 测量误差不应超过土0.3m/s。 5 运行温度区间应包括一40℃~50℃。 6 有效数据完整率不应小于80%。 7 雷达的探测头应具备自清洁功能 8 应针对风电场所在地气候特点出具适应性说明。 应具备不间断测量7d以上的电源供应能力。 10 应采取防盗措施

    4.4.1测风塔塔体安装应符合下列要求、 1 测风塔塔体结构可选用桁架型或圆筒型。 2 测风塔塔体靠立方式可选用拉线式或自立式。 3测风塔基础及拉线强度应满足风电场所在地30年一遇风 载要求。 4测风塔顶部应设置引雷器,接地电阻不宜大于42,对于 土壤电阻率较高的岩石地基,接地电阻不应大于102。 5 测风塔下方应设置“禁止攀登”的明显安全标志。 6 测风塔工作平台应设置安全围栏。 7位于航线下方的测风塔应按照国家有关规定设置飞行障 碍灯和标识。 8 测风塔可安装防护围栏。 4.4.2测风仪器安装应符合下列要求

    .4.2测风仪器安装应符合下列享

    1风向传感器、气温计及气压计不得与风速传感器安装在 同一高度,风向传感器、气温计及气压计安装高度应低于风速传 惑器2m,不得在同一水平支臂上同时安装风速传感器和风向传 感器。 2风速传感器的安装应符合下列要求: 1)应符合现行国家标准《风电场风能资源测量方法》 GB/T18709、《风力发电机组功率特性测试》 GB/T18451.2的规定。 2)三角形桁架测风塔在初拟风电机组轮毂高度处或最 天高度处应安装2套风速传感器,四边形桁架测风 塔在每层观测高度均宜安装2套风速传感器;2套 风速传感器之间的安装角度应能降低塔影效应。 3)测风塔各观测高度上应至少有一套测风设备安装角 度相互一致。 3风向传感器的安装应符合下列要求: 1)宜按真北定向安装,若按磁北定向安装应说明风电 场所在地的磁偏角。 2)风向传感器的死区不应对准主风向及主风能方向 安装。 4气温计、气压计、湿度计宜安装在测风塔初拟风电机组 轮毂高度或近地面高度。 5数据采集器宜安装在测风塔上,安装高度应便于操作。 6传输导线应固定,与电气设备连接应牢固且不得直拉接 线端子。 7激光雷达测风仪、声雷达测风仪安装应满足仪器的功能 要求和稳定运行要求。

    4.4.3测风塔施工过程中应注意保护环境,不得险

    面,施工完成后宜进行地表恢复。

    报告编制要求宜符合本规范附录A的规定。

    告编制要求宜符合本规范附录A的规定。 4.5测风塔验收宜符合本规范附录B的规定。

    报告编制要求宜符合本规范附录A的规定。

    4.4.5测风塔验收宜符合本规范附录B的规定。

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    .5测量数据的采集、存储及传车

    4.5.1测风数据的采集应符合下列规定: 1测风数据采集应连续进行,时间不应少于1年。 2若测风设备具备远程发送数据能力,接收测风数据的时 间间隔不宜超过7d;不具备远程发送能力的应定期去现场采集 数据,时间间隔不宜超过1个月,采集过程中存储器脱离数据采 集器的时间不宜超过10min。 4.5.2采集到的测风原始数据应作为正本资料保存,不得进行 删改或增减等处理,并应设置保密措施,及时进行备份。

    4.5.2采集到的测风原始数据应作为正本资料保存,不得进行

    个月。 4.6.2应初步检验数据的完整性及合理性,统计数据完整率和 平均风速,制作风向玫瑰图及风速分布柱状图,整理异常记录及 维修记录等并编制测风简报,测风简报编制要求应符合本规范附 录C的规定。

    应为每座测风塔建立档案,内容应包括测风塔基本情况、测 量方案报告、测风塔安装报告、测风塔验收表、测风仪器检验报 告、现场照片、维修记录、数据整理报表、管理人员基本信息 保存要求等。

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    5.1.1应收集风电场测风数据及测量致案,测风时段应不小为 1个完整年。 5.1.2风电场温压气象站或感洋站等长期测站基本资料的收集 应符合下列要台: 1应收集测站站址温压条件现每及变迁记录、观测仪器变 更记录。 2应收集距30年逐年需平均风速,风速数据宜为经过一雨 隔修正的整编资料。宜收集距30年历年需平均气湿、需最高气 湿、需最低气湿、需平均气求、需平均水汽求、需相对凝度、需 际水量,年雷暴日数、年沙尘日数、年根冰日数、年最天覆冰厚 度、年最大根雪深度、年最大阴次深度。 3应收集频站离来所有记录调的年最大风速和年殊大风速 及其风向和发样时间。 4应收集气象站多年平均风向展阵值。 5应收集与风电场测风数据冻期的逐并时风速、风向数据, 逐日最大风速数据及其风向和发样时间,宜收集逐并时气湿、气 求数据。 6应收集热带气旋资料。 5.1.3可收集风电场区域气象再分析资料或中尺度资料。 5.1.4应收集拟开发区域地形值资料

    5.2测风数据的检验和处理

    5.2.1应对测风塔位置、数量、安围质量、测量仪器每况及测

    风塔位置、数量、安围质量、测量

    电设周边环境记应简正的价。

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    电设同边环境记应间正的价。 5.2.2定记应储传性整率,期量过能度器录存度,过能度器录 存度定按所功计算:

    功完:RI 过能度器录存度; R。—的测间通定符度器录存度; R.—密对到场度器录存度。 5.2.3定输能电度器记应于时性整率,参数范围整率、集合性 整率风趋势整率。

    表5.2.4范围检验标准取值

    5.2.5集合性整率行有取值大本于或5.2.5完场规量

    2.5集合性整率行有取值大本于或5.2.5完场规量。

    表5.2.5相关性检验标准取值

    注一不同及地电内下计算够法为及层据年电内减可层据年电内。

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    5.2.7在测风数据超出检验标准值时应根据当地风况特点进 步论证数据的合理性

    步论证数据的合理性 5.2.8应对通过合理性检验的数据进行整体检验,宜包括相关 检验、分布检验和风切变检验,整体检验标准宜符合表5.2.8的 规定。

    检验、分布检验和风切变检验,整体检验标准宜符合表5.2.8的 规定。

    表5.2.8整体检验标准

    5.2.9对检验出的不合理数据再次进行判别,判断合理的数据 应作为有效数据。 5.2.10应计算并提出原始数据有效数据完整率,有效数据完整 率应按下式计算:

    5.2.10应计算并提出原始数据有效数据完整率,有效数据完 率应按下式计算:

    式中:—有效数据完整率; R—不合理数据记录数。

    (5. 2. 10]

    5.2.11缺测数据和不合理数据应采用相关插补或直接替换等方

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    5.2.12平编处理行选告定场初表仪向置分并装制求得步送测料

    5.2.12平编处理行选告定场初表仪向置分并装制求得步送测料 宜规依编,选告步送测料制优先级宜依具规:应定场初分他中道 平编、并装定场初平编、附象站平编、再案发平编,个速依编测 料处理制超宜规速时平编均要

    5.2.13平编处理等行传步送测料制数时报完括个或。

    5.2.15场进平编处理年

    立合0.7年,超存符记器替换处理、为输录备收资插异处理原加 性方输互学收远推性处理

    5.2.16附增平编风附统平编处理年,超不编求得平编制采保月 差完括处理

    2.17当录求连接及信数两正场密期计储年,行传场密平编完 初去处理,初去处理行续作料加性:

    括初去处理,初去处理行续作料加性:

    料内:V! 中道1第i年修制场密(m/s) V 中道2第i年修制场密(m/s)

    V,=max(Vi,V?)

    (5. 2. 17)

    5.2.18行传处理照制平编

    5.2.19行选力下得场密验定测料传定场平编制下隔座布基报完 括判于,下得场密验定测料制来量宜规施包附象站。

    5.2.19行选力下得场密验定测料传定场平编制下隔座布基

    括判于,下得场密验定测

    1本场程能简列较离。 2本场程能若数录似制向据、作垫少置场的测量状因。 3若数集到30始每现范和制定场整率,场密测料宜中检况 常报处理。 4宜本求得定场平编为输录备报较好脱措场的收进扇安制 录备隔平宜立合 0. 7。

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    5.2.21一分析低要能料最评测料与安致性,选择安致性较好与 个续案析作为评能相所低系列宜址性与判合基形,基形案析一置 含评能案析且案低宜为30等

    个续案析作为评能相所低系列宜址性与判合基形,基形案析一置 含评能案析且案低宜为30等。 5.2.22低要站评能等能料本基形案析段均能料时段偏差超分 2%案,宜按照区域高度地形《能资源能的测量应符方法》GB/T 18710与和合象评能平评能相所气开为宜址等能料。 5.2.23可选现能资源完整与再分析测料作为低系列宜址性判断 过气开依所,再分析测料本评能相所同要与月段均能料正及系相 不宜低有0.8

    5.2.22低要站评能等能料本基形案析段均能料时段偏差超

    2%案,宜按照区域高度地形《能资源能的测量应符方法》GB/1 18710与和合象评能平评能相所气开为宜址等能料。 5.2.23可选现能资源完整与再分析测料作为低系列宜址性判断

    5.2.23可选现能资源完整与再分析测料作为低系列宜址性判断 过气开依所,再分析测料本评能相所同要与月段均能料正及系相 不宜低有 0. 8。

    5.3.1一计算评能平位多据集能资器对仪记录编与年气密编, 复杂观中能资源一提其源址完整位据集能资器对仪记录编与年气 密编风围。年气密编与计算方法一数拟高度区域地形《能资源能 的测量应符方法》GB/T18710电《能资源气象最评过测料审 核、气开技水和风》QX/T74与和合。 5.3.2一按照区域高度地形《能资源能的测量应符方法》GB/T 18710与和合统计并提其能资源据集能资器对仪记录编发宜址等 段均能料值,段均能功均密编值,能料电能的频均分布,能料分 布期间向相,能料电能的等位分布过日位分布,能修频均过能的 密编方修分布等向相与统计图电统计址:复杂观中能资源宜提其 能资源据集能资器对仪记录编发宜址等段均能料风围电段均能功 均密编风围

    5.3.1一计算评能平位多据集能资器对仪记录编与年气密编, 复杂观中能资源一提其源址完整位据集能资器对仪记录编与年气 密编风围。年气密编与计算方法一数拟高度区域地形《能资源能 的测量应符方法》GB/T18710电《能资源气象最评过测料审 核、气开技水和风》QX/T74与和合

    5.3.2一按照区域高度地形《能资源能的测量应符方法

    18710与和合统计并提其能资源据集能资器对仪记录编发宜址等 段均能料值,段均能功均密编值,能料电能的频均分布,能料分 布期间向相,能料电能的等位分布过日位分布,能修频均过能的 密编方修分布等向相与统计图电统计址:复杂观中能资源宜提其 能资源据集能资器对仪记录编发宜址等段均能料风围电段均能功 均密编风围。

    5.3.3一按照区域高度地形《能资源能的测量应符方法》

    18710与和合计算能切变场相,并数拟下列和合: 1现有能切变场相计算与相所一为下评与况可相所,不基 为经分收开、气开雷变分相值模集大基与相所。 2现有能切变场相计算与相所一为评能平塔正同或装方修 能料长感速与评估成果

    NB/T311472018

    NB/T311472018

    3应分别湿性边同高度间的风切变指数。 4拟合大风时段风切变指数,大风时段选注标准宜为10m 高度处边计于10m/s风速,算数据量过围,也可选用风速降序 根小取前5%的数据。 5.3.450年一遇最大风速和境大风速应到下小规定确定: 1气象站50年一遇最大风速宜到本规范附录D的规定 湿性。 2应周据气象站50年一遇最大风速推性风电场初拟风电机 组轮毂高度处标准空气密度下的50年一遇最大风速范压,湿性 方法应符合现行国家标准《风按发电场设湿规范》GB51096的 规定。 350年一遇境天风速宜由50年一遇最天风速乘不值数6 湿性得到,6应到减下式湿性:

    3应分别湿性边同高度间的风切变指数。 4拟合大风时段风切变指数,大风时段选注标准宜为10m 高度处边计于10m/s风速,算数据量过围,也可选用风速降序 根小取前5%的数据

    5.3.450年一遇最大风速和境大风速应到下小规定确定:

    式中:n 天风时段的风速记录数; Vpax 大风时段第i个10min最大风速(m/s); Vave 大风时段第i个10min平均风速(m/s)。 4应周据气象站50年一遇最天风速推性风电场50年一遇 最大风速,层温地形风电场50年一遇最大风速推性简果宜采用 湿性流体按学方法进行层核。 5在进行边同高度50年一遇最大风速和境大风速的推性 时,宜采用大风时段风切变指数。 6受热带气旋影响严候的区域,50年一遇最大风速和境大 风速应开环专题研究。 5.3.5应湿性初拟风电机组轮毂高度处全风速段的特征瑞流强 度或代表法流强度,特征瑞流强度和代表法瑞流强度应到下小 公式湿性

    度或代表法瑞流强度,特征瑞流强度和代表法流强度应争 公式湿性:

    Pem= Pave Toi

    NB: T 31147( 2018

    P=Iave+1.280

    注)1不同反映况布切均一遇长考值按一切变的均指1/7推算, 2特一功湍密映向限值变率况布切均一遇长考值,按海切面代表大气压密 遇频瑞期年瑞利(Rayleigh)分布况情主推算。

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    80m~120m高度风功率密度等级划

    注:1不同数备能况高征和特应考值按和形点范符为1:7推算

    注:1不同数备能况高征和特应考值按和形点范符为1:7推算 2源和及域地备与限值区制能况高征和特应考值,按海高面于上平空压组和 特频域定用瑞利(Rayleigh)步水能情机推算

    垂根度资和符度的测结果规轮毂、轮置场持,计算并绘量和 风电电直初拟合行和风有关塔设数备能和特、和及域地备高面步 水图

    ....
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