新能源发展所面临的气候挑战：来自英国的教训

2021年9月,由于大西洋北海地区风速突然下降,英国的海上风力发电量骤减,导致欧洲能源市场陷入混乱。风速的年际变化和长期逐渐减弱的趋势可能是造成这次事件的主要原因。此外,北海上一种持续3—4 d的阻塞高压也促成了低风速事件的发生。一个移动缓慢的暖脊显著地阻挡了西风气流,并割裂了北极极涡,导致北极和东欧地区的冷空气积聚。这种天气形势有可能引发寒潮,进一步增加电网的负担。然而,扩大风力发电机安装规模并不能有效应对此类事件。值得注意的是,中国的可再生能源发展也面临着与英国相似的挑战。因此,激进的可再生能源政策并不可取。为了更好地应对这些来自气候的挑战,可再生能源的发展需要从提高装备技术、发展混合能源系统以及开展更加精细的资源评估三个方面入手。以上结论对中国能源系统的转型具有重要的参考意义。     

改进灵敏度矩阵的矿井通风故障源诊断及传感器布置研究

利用当前的矿井通风安全监测监控系统,只能反映安设风速传感器的井巷风量发生变化,至于变化是由该条巷道故障引起的,还是由于拓扑关系原因引起的,都无法诊断故障源,通风系统的故障可以归结为分支的风阻发生变化。如果分析每一条分支风阻变化对通风系统的影响,即每一条分支都安设风速传感器是不可能的。因此,井下风速传感器的布置最小数量及位置问题也是研究的重点。改进灵敏度矩阵,建立分支灵敏度0-1矩阵和通风网络故障巷道范围库,用以确定可能引起风速超限的故障巷道范围。最后,提出最少全覆盖布点法,给出分支覆盖度和影响巷道范围库的概念,用以求得风速传感器的宏观布点。     

风速对高层建筑火灾时环境中烟气分布的影响

为了探究风速对高层建筑火灾时环境中温度、烟气浓度、CO浓度分布状态的影响,以央视北配楼火灾为模型背景,应用火灾动力学软件FDS,对火灾进行模拟与分析。通过讨论不同风速下火源温度中心、烟气浓度中心、CO浓度中心离着火面距离与高度之间的关系,得到风速一定时各中心的位置与高度之间的变化规律,以及该变化规律与风速之间的关系,风速小于3m/s时各中心位置随风速变化较明显;风速越大,温度、烟气浓度、CO浓度越高,当风速小于2m/s时各值增量随风速增加明显;与其他因素相比,温度对防火间距的影响最大。     

关于在风电场安全评价中增加信息安全评价内容的建议

我国风力发电业发展迅速,风电场建设规模不断扩大,风电场并网运行对电网的影响会越来越显著。风力发电受自然条件影响比较大,具有随机性、间歇性特点,给电网运行调度带来很大困难。为了更好的调度风电场,适应电网安全稳定运行要求,对风电场的自动化和信息化水平要求越来越高。由于对风电场信息安全的了解和认识不够充分,忽视了一些信息安全的基础性工作,导致其系统信息网络内部存在种种风险和潜在隐患。一旦信息系统受到黑客攻击或恶意破坏,可能引发区域性大面积停电,威胁电网运行。鉴于风电场＂三同时＂安全评价的综合性、全面性的特点,建议在风电场安全评价中增加信息安全评价内容,以做到防患于未然。     

组合网壳屋盖结构风振响应分析及等效静风荷载

结合惠州会议展览中心风洞试验结果,对波浪形组合网壳结构的风荷载和风振响应进行了分析,包括:24个风向角下屋盖荷载分布特性分析;结构整体和局部的自振特性分析;根据风洞试验结果对6个风向角(0°、30°、45°、90°、135°和180°)进行结构的风致动力响应分析.根据风振响应分析结果,基于响应的不同振动特点,提出将屋盖...     

广州城市近地风场特征研究

利用实测广州市近地风速、风向数据资料,分析广州市近地风场特征。结果表明：（1）城市近地风速微弱,风速范围在0.1~0.71 m.s-1,平均风速约0.25 m.s-1,处于静风状况。城市对盛行风风速的削减达90%左右;（2）在盛行风被极度削弱的同时,珠江江风促成了城区一些区域风速的增强。同时,白云山等北部山林的山风以及大型绿地对周围测点的风场均有影响,这些局地的热力效应促进了大气的流动,增强近地风速,改善近地风速微弱甚至无风的状况。广州大道北联白云山,南通珠江,道路开敞,受到白云山山风和珠江江风的影响,广州大道监测点风速相对较大。有些地方则成为＂风影区＂,监测点基本处于无风状态。随着城市的扩展,城市近地风速微弱,通风不良,风向变化复杂,这对于汽车日益增多,尾气污染激增的城市是极为不利的。因此,城市的河流、山林以及大型绿地对城市近地风场的影响值得关注,值得进一步研究如何利用其布局改善城市的无风状况。     

减振控制技术在林木风灾中的应用展望

减振控制技术在土木工程领域的应用相当广泛,是一种理论和实践上都比较成熟的技术。风灾对建筑的破坏作用相当巨大,林木(尤其是千年珍贵古树)也不可避免地会受到风灾的严重威胁。分析了当前减振控制技术在林木风灾中的实际应用较少、使用范围不广的原因,进而提出了林木风致振动及林木抗风减振的概念,并对其作了较为全面的阐述,展望了林木抗风减振技术在林业中的应用前景,指出了建立基于随机振动理论的林木抗风减振控制系统的可行性。研究内容及方法是对森林保护学科的完善与发展,是在林木风灾保护方法和措施方面开辟的另一条重要途径。     

基于数值模拟的台风危险性分析综述(Ⅰ)——台风风场模型

台风风场是基于数值模拟的台风危险性分析的重要组成部分。基于现有文献资料,以台风风场内空气微团的运动平衡方程为出发点,对现有的基于平衡运动方程的参数化风场模型进行了评述,并建议选用CE风场;回顾了对风场预测结果有重要影响的两个输入参数的信息获得途径,重点就国内台风区城市应该如何处理这两个参数提出了建议;然后从台风边界层的物理意义出发,评述了现有的边界层模型,建议采用Thompson和Cardone所提的具有物理意义的边界层模型;最后对今后工程风场的发展方向提出了一些看法。尽管从气象学角度来看,三维风场是精度很高的模型,但是其工程实用性还有待考证;在满足工程精度的前提下,简单易行的模型是目前进行台风危险性分析的风场数值模拟的较好选择。     

风场对太湖梅梁湾水华及营养盐空间分布的影响

为了解风场对湖泊表层蓝藻水华及营养盐空间分布的影响,以太湖梅梁湾为例,在蓝藻水华期间开展表层粒子漂流实验,研究风场对水体表层物质的推移规律,并开展全水域水体表、中、底层密集布点采样,测定水体藻类叶绿素a、氮、磷、高锰酸盐指数、溶解性有机碳、溶解氧等水质指标,探讨风场驱动下大型浅水湖泊蓝藻水华及营养盐时空分布特征.结果表明,在平均风速1. 9 m·s~(-1)和2. 3 m·s~(-1)的情况下,表层粒子的平均漂移速度分别为3. 0 cm·s~(-1)和5. 0 cm·s~(-1);风场对表层水体蓝藻水华的空间分布具有决定性影响,能够引起蓝藻水华在空间上较高的异质性;蓝藻水华物质的空间变化对水体颗粒态氮、磷、有机质和溶解氧等水质指标产生较大影响,表、中、底层颗粒态氮和磷、高锰酸盐指数与叶绿素a浓度的空间分布一致,而溶解态氮、磷浓度及溶解性有机碳的分布与叶绿素a浓度分布不尽相同;蓝藻水华物质在风场作用下的再分配对水体溶解氧产生复杂的影响,底层溶解氧平均值低于表层与中层,可能对沉积物营养盐释放产生影响;依据高密度布点调查估算,仅表层20 cm,梅梁湾水域的蓝藻干物质赋存量约396 t,远大于蓝藻打捞工程的清除量.研究表明,鉴于水华期间风场作用下对蓝藻水华漂移的巨大影响,在湖泊水质调查采样方法及数据分析时应充分考虑蓝藻水华漂移的影响因素;防控湖泛灾害的蓝藻打捞作业对湖体蓝藻水华赋存量的清除能力有限,只能对岸边带湖泛的预防产生影响.     

佛山春季两次典型臭氧污染过程分析

近地层臭氧污染与气象条件密切相关,为了解珠三角地区春季臭氧（O₃）污染的气象成因,选取了2020年4月9日和28日佛山地区春季两次典型O₃污染过程进行对比分析.结果表明：（1）小风、低湿和高温是造成佛山春季O₃污染发生的气象成因.（2）两次过程各站点O₃峰值浓度大致出现在16:00—18:00,较年均统计偏晚1 h左右,最高气温明显低于夏、秋季;大多数站点日变化以单峰型为主,部分站点受局地风场和城市下风向传输影响呈现“倒U型”和“双峰型”.（3）垂直探测分析表明,4月9日O₃污染过程主要由局地反应生成,垂直方向下沉气流主导,污染主要积聚在1000 m以下的近地面层;28日受局地生成和垂直交换作用影响,O₃污染自下而上扩展,且早间残留层下传影响显著.（4）与长距离和高层输送相比,短途和低层传输对局地O₃污染发生的作用更为明显（输送频率可达60%以上）.春季佛山地区O₃污染的主要传输源为珠三角东部和南部地区,污染防控...