风电场测风塔选址方法

测风塔在风场区安装的位置直接影响到风电场内的风能资源评估的准确性和代表性。本文通过对风电场内各种地形下的风速变化机理进行分析,推荐出测风塔在各种地形下的最佳安装位置的选址方法。     

湖北省风能资源的高分辨率数值模拟试验

利用边界层模式CALMET耦合中尺度模式MM5对湖北省的风能资源分布特征进行数值模拟,得到水平分辨率1 km、 垂直高度10~150 m覆盖全省的风能资源分布。通过与测风塔对比发现,模式对九宫山7月、 11月的逐时有效风速的模拟相关系数分别为0.59、 0.57;受下垫面复杂地形的影响,10 m高度上的误差最大,50 m高度的模拟效果好于其他高度。70 m高度上数值模拟风速年均误差为7.21%,逐月平均风速误差范围在6.62%~7.30%之间。全省风能资源的总体分布特征是:中东部大于西部,西部的等值线相对凌乱且密集,冬、 春季风速、 风功率大于秋季,西部地区为风资源较贫乏地区。数值模拟结果虽然存在一定的误差,但模拟得到的风能资源分布趋势是符合本地区气候和地形特征变化规律的,可以作为制定区域风电发展规划的科学依据。在进行风电场选址时,对于误差大于平均水平的地区需要多布设测风塔。     

河谷型城市风场及污染物扩散的CFD数值仿真

为研究河谷型城市地形及其引起的风场和污染物扩散的复杂问题,利用CFD（计算流体力学）方法和复杂地形网格生成技术,建立河谷型城市风场及大气污染分布的数值仿真模型,实现CFD方法在复杂地形空气运动和污染物扩散方面的应用.分别使用LES（large eddy simulation）模型和mixture模型研究兰州市地面风场特征和污染物扩散形态,计算得到的污染物分布结果与实测结果分布一致.结果表明:复杂地形对空气运动的影响很大,如风速因山体屏障作用会呈现带状分布特征,山体后侧易出现弱风区域;同时,风场会密切影响污染物扩散,决定了污染物扩散形态,如幅散能够影响污染物扩散范围及污染水平.而给定西北风条件下,如地面以上10 m、风速为5 m/s、不受地形阻挡情况下,工业区污染物浓度被稀释10倍,约扩散2.2 km;山体阻挡会抑制污染物纵向扩散,表现在山体阻挡情况下污染物稀释100倍时的扩散长度约为相对平坦区域的1/3.此外,不同的入口风向会引起空气运动与山体相互作用发生变化,进而会使得地面风速、局部风场存在差异,造成污染物扩散及分布形态差异.研究显示,CFD方法可行,模型可靠,可以用来研究地形对风场和污染物扩散的影响.      

有限体积法软件在天然气处理厂含硫气体三维扩散模拟中的应用

应用基于流体动力学原理的CFD方法,用有限体积法软件进行了某天然气处理厂脱硫塔泄漏后在复杂三维地形的仿真扩散模拟,计算结果能够较真实地反映气体扩散过程受三维复杂地形和风速的影响情况,为定量风险评价和企业安全生产管理提供技术支撑。     

风电机组抗冰冻设计

我国南方高海拔风电场冬季温度低、湿度大,风电机组受冰冻影响非常普遍,且较为严重,冰冻现象导致风电机组发电量损失,甚至引发严重的安全事故。针对南方风电场环境,提出风电机组抗冰冻设计。桨叶同时采用被动式涂层技术和主动式加热技术;风速风向仪选用抗冰冻超声波式;导流罩和机舱罩外壳采用流线型设计;控制程序采用机组冰载报警和主动除冰控制策略等。采用的抗冰冻设计应用于云南某风电场样机,有效地解决了风电机组覆冰现象,发电量明显高于同类型其他机组,为风电机组抗冰冻设计提供了一定的指导。     

焦化行业苯并芘排放量与厂界达标预测分析

论文以某100万吨/年焦化项目为例,分析其在不同地形和风速参数条件下苯并芘排放量,预测不同条件下距离焦炉炉体中心-1000～1000米范围内各网格点的苯并芘超标概率,最终得出风速、地形参数对苯并芘浓度超标概率的影响.     

复杂地形大气扩散模式在环境影响评价中的应用

基于HJ2.2-2008《环境影响评价技术导则-大气环境》对复杂地形大气扩散模式的规定,对比研究AERMOD、CALPUFF、ADMS模式在流场模拟、地形处理思路和浓度预测方法等方面的异同,系统地提出了复杂地形条件下大气环境影响评价的技术要点,结合案例分析三模式预测的区域最大落地浓度及分布的差异,进一步探讨复杂地形大气环境影响评价存在的问题及解决方案,对做好大气环境影响评价工作具有重要的指导意义。     

中距离垂直扩散参数的一个估算方法

本文按照行星边界层(PBL)内局地湍流特性相似的假设和因此分析原理,应用合适的垂直涡旋扩散系数k的统计形式以及埃克曼螺线的风速廓线,通过数值分析,导出了100km范围内既适用于平坦均匀地形又适用于复杂地形的垂直扩散型。其结果与实测资料有较好的一致性。     

基于复杂地形-气象场的二噁英污染物沉降研究

为了解复杂地形-气象场条件下二噁英类污染物环境影响,选取我国西南某代表性山地,利用CALPUFF预测区域垃圾焚烧、医废与危废项目二噁英类污染物的环境影响,并通过土壤实测数据进行模型分析验证.结果显示：复杂地形-气象场条件下,同一区域不同空间下的风向与风速将会出现明显差异,CALMET气象模块可结合相关资料,模拟计算出可信较高的复杂气象场文件;模型预测显示,在复杂地形-气象场条件下,项目排放的二噁英在土壤中的沉降位置、方向与全年主导风向不完全一致.研究区域土壤沉降量为0.86×10^-3~9.84×10-1ngTEQ/m²;模型模拟医废与垃圾焚烧、危废项目沉降数据与监测数据相关性R分别为0.854,0.287,说明CALPUFF模式在复杂地形-气象场条件下模拟周边土壤二噁英空间分布有一定可信度.     

基于NLMSFD模式对风速分布规律的数值模拟——以山东威海风电场为例

针对风电场建设要求,论文利用非线性高分辨率数值模式NLMSFD尝试对山东荣成地区风资源进行评估。在试验区域内,分别选取两座测风塔不同高度上1年的月平均风速观测资料作为驱动值,利用模式对试验区的风速分布进行了模拟试验,获取了试验区100 m×100 m分辨率条件下风速一年四季的空间分布信息,并将模拟值与实测值对比,分析了模式在试验区地形及粗糙度条件下的模拟精度,评价了NLMSFD模式的可适用性。结果表明,模式的模拟结果基本能反映出月平均风速的时空变化规律,但两塔位置处模拟值与观测值的相对误差随高度和季节变化有所不同。从季节上看,模式的模拟结果在冬季较好,夏季误差稍大,春、秋次之;从高度上看,除10 m高度外,其它高度层的相对误差大多在10%以内。利用不同位置的观测资料驱动模式,模拟结果的精度也受影响。如利用远离海岸边的观测资料驱动模式要比近海观测资料驱动模式所得的模拟结果好;同时对于近海的测风塔,采用距地面位置较高的观测资料作为驱动值要比采用10 m高度的资料驱动模式的模拟精度好。这些结果说明NLMSFD模式在精细化风资源评估及风电场选址中具有一定的参考应用价值。     

西宁地区大气边界层风、温场特征研究

利用西宁地区2009-2011 年地面气象及高空探测资料,统计及数值模拟研究了大气边界层风、温场特征。结果表明,西宁地面风场状况受地形的影响较大,风场复杂。地面较高频率风向与河谷走向基本一致,谷底平均风速较小,在北川河谷及湟中县西南为风速低值区。高空和地面主导风向在100 m以下发生转换,7：00 高空以西风和西西北风为主,19：00 则以东东南风和西西北风为主,风速均以西风和西西北风最大。风速垂直切变在冬季大,夏季小,夏季傍晚的风速垂直切变明显高于清晨。温度场特征表现为冬季出现逆温频率高,夏季低,清晨出现逆温层厚度较傍晚厚且逆温增温率强。逆温特征较黄土高原河谷城市及黄土高原较湿润地区更为明显,但较黄土高原干旱区则相对弱。混合层高度特征表现为春、夏季较高,冬季最小,气温相当的干旱季节混合层高度大于湿润季节,日混合层平均高度约在200～3 000 m变化,变化幅度大,扩散条件的日变化相差较大。     

浅析风电场接入电网对电力系统的影响

作为一种可再生能源,风能的优势在于无污染且储量大。在电力行业中,风能已经成为众多可再生能源中发展速度最快和最具发展潜力的能源。然而,随着风力发电技术的成熟,风力发电规模和容量越来越大,风电场并网运行对电力系统的影响越来越显著。因此,为了更好的应用风能发电,面临的迫切问题是进一步分析大规模风电场接入电网对系统的影响。本文主要以恒速恒频风力发电机为研究对象,基于MATLAB仿真平台,对在风速变化和无功补偿设备投切条件下风电场出口处电压和功率特性进行了仿真分析,直观的体现了风电场接入电力系统后对电力系统的影响。     

红松洼风力发电

红松洼国家级自然保护区地处围场北部，是一片原生态草原，平均海拔1800米左右，常年不断的风能成为非常适合风力发电的绿色能源。专家评估红松洼风电场是目前我国内陆地区资源最好的风电场，年平均风速高达7．96米／秒。到今年年底，总装机容量将达到20．52万千瓦，届时将成为全国单个风电场之最，不仅能为京津唐输送绿色电能，也对服务北京“绿色奥运”具有重要意义。     

基于DEM的复杂地形下平均气温分布式模拟研究——以贵州高原为例

影响复杂地形下气温分布与变化的因素很多,其中尤以海拔高度和地形的影响最显著。论文在前人研究的基础上,对以前的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下天文辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以复杂地形下天文辐射为起始数据的复杂地形下平均气温的分布式模型,在模型中还考虑了海拔高度、山区太阳总辐射、日照百分率。以地形复杂的贵州高原为例,应用100 m×100 m分辨率的DEM数据及气象站常规观测气象资料,计算了贵州高原复杂地形下各月及年的平均气温精细空间分布。结果表明:①坡度、坡向、地形遮蔽对平均气温的影响较大,由于局地地形因子的影响,复杂地形下平均气温的空间分布具有明显的地域分布特征,地形对平均气温的影响在计算时是不容忽视的,②季节不同,局地地形因子对复杂地形下平均气温空间分布的影响不同,冬半年大于夏半年。平均气温随海拔高度的增加而降低。南坡随坡度的增大而升高;北坡随坡度的增大而降低。在坡向影响上,1—5月、10—12月偏北坡月平均气温偏低,偏南坡月平均气温偏高;7—8月因太阳高度较高,因此出现相反的情况,北坡高于南坡。     

山区盆地大气湍流特征与污染扩散的数值试验

运用三维非表在气动力学数值模式，模拟了稳定、中性和不稳定３种层结下山区盆地的大气湍流和污染扩散特区通过模拟认为，在山区复杂地形条件下，由风切变引起的机械湍流是湍流动运动的主要形式之一，它主受风速的影响，同时，在非中性层结下，热力湍也是充运动的主要形式之一，由于地形复杂和层荮变化，使得污染扩散与平原地区有较大差异，在稳定层结条件下可以产生高浓度的污染。     

河谷城市通风系数研究

通风系数是科学确定污染物排放总量的基础.利用WRF模式模拟的边界层高度和风速计算了兰州新区2014年4个季节的通风系数,探讨了风速的季节性变化和日变化特征.结果表明:①WRF模式模拟得到的兰州新区的混合层平均风速呈夜间高、日间低的特征,日间混合层内平均风速最大值出现在20:00左右,这与地面风速积分法确定的平均风速具有较高相关性,验证了利用模式模拟边界层内平均风速特征的能力.②混合层高度季节变化呈现春夏季高、秋冬季低的特征;受太阳辐射的影响,日间混合层高度明显高于夜间.③通风系数具有明显的季节性变化特征（4个季节的通风系数分别为4 607.6、5 424.1、1 316.4、706.9 m2/s）,夏季高,冬季小,这与混合层高度和混合层内平均风速的季节性变化特征一致;日变化呈现单峰型的变化规律,冬季的峰值出现在15:00,而其他3个季节的峰值则出现在17:00左右.研究显示,WRF模式的模拟结果可以较好地反映混合层平均风速的基本特征,利用WRF模式模拟的结果计算得到的河谷地形的通风系数较为合理,不同季节的通风系数差异较大.      

环境气象学、环境空气动力学

X 16 9400092四川盆地大气边界层风速廓线探讨/郝润平(冶金部重庆钢铁设计研究院)//重庆环境科学/重庆市环保局.1993,巧(3),一12一14环情X一70 总结四川盆地有关大气边界层风场特征研究工作成果,讨论大气边界层风速廓线规律。结论:①四川盆地内下垫面复杂、表现出大气边界层的风场非均匀性特征,但仍存在着风速低,风速垂直切变小的共性;②四川盆地内风速廓线多数地方很好的符合经验爱克曼螺线;③在四川盆地内,对大型项目的环境影响评价以及区域环境问题研究,必须获得现场高空测风资料进行风速廓线研究的,建议首先考虑经验爱克曼螺线;对一般…     

风电场对区域及全球气候的影响研究进展

风电场运行时对自然界原有的能量循环和大气环流的干扰,以及对气候可能造成的影响是近年来的研究热点,综合分析国内外相关的研究可知,风电场对区域及全球降水量、温度、湿度、蒸发量、风速等气候因素均产生一定的影响,但是不同方法和理论所得的具体结论各不相同。由于现有的观测资料存在很大的局限性,相关气候模型的模拟结果也有诸多不确定性,研究人员应不断改进观测手段、优化气候模型、完善相关理论,从而得到更为准确、权威的结论。     

什么是海上风电?

正海上风电是未来清洁能源新方向由于陆地上经济可开发的风资源越来越少,全球风电场建设已出现从陆地向近海发展的趋势.与陆地风电相比,海上风电风能资源的能量效益比陆地风电场高20%~40%,还具有不占地、风速高、沙尘少、电量大、运行稳定以及粉尘零排放等优势,同时能够减少机组的磨损,延长风力发电机组的使用寿命,适合大规模开     

基于网格的长三角PM2.5分布影响因素及交互效应

基于遥感反演数据,研究了2016年长三角地区PM_2.5浓度空间分布特征,从气象因素、地形、植被和大气污染物排放清单等方面选取评价因子,以0.25°×0.25°网格为评价单元,利用GAM模型研究了长三角PM_2.5空间分布的影响因素及交互效应.结果表明：①长三角PM_2.5浓度总体呈北高南低、西高东低的分布态势,但以南北向差异为主.长三角南部PM_2.5浓度多低于35 μg·m^-3,PM_2.5超标零星出现在城镇周围,呈孤岛状分布.北部PM_2.5浓度多超过35μg·m^-3,PM_2.5污染多呈连片状分布.②长三角PM_2.5浓度分布具有显著的正的空间自相关性,高高集聚区集中分布在长三角北部,低低集聚区集中分布在南部.③ GAM模型分析表明,地形起伏度、气温和降水量对PM_2.5浓度主要呈负向影响;污染物排放量主要呈正向影响;风速<2.5 m·s^-1时影响不显著,风速≥2.5 m·s^-1后有显著的负向影响.地形起伏度、气温和降水量南高北低是造成长三角PM_2.5北高南低的重要原因,风速东高西低是造成长三角PM_2.5浓度东西向差异的原因之一.④除地形起伏度-PM_2.5排放量外,其余因素两两间的交互项均通过了显著性检验,对PM_2.5分布有显著的交互效应.