一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及海上風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，風(fēng)能資源是清潔可再生能源，我國近海風(fēng)能資源非常豐富，從初步研究成果來看，海上風(fēng)速通常比平原沿岸高20%左右，相應(yīng)地發(fā)電量增加70%左右，而且海上風(fēng)的有效時間長、湍流強度低，有效有利于風(fēng)力發(fā)電機組的安全運行。另一方面，開發(fā)新能源是我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，受限于土地利用、噪聲污染、鳥類保護、電磁波干擾、電網(wǎng)規(guī)模以及征地利用等因素，陸上風(fēng)電實際可開發(fā)量將逐步減少，風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)潛力在靠近用電負(fù)荷中心的海上，國家層面也出臺了一系列的政策和法律文件保障海上風(fēng)電的有序開發(fā)，海上風(fēng)電(包括近海和灘涂)的開發(fā)正成為業(yè)界的新寵。
[0003]風(fēng)能資源及相應(yīng)的水文氣象條件的獲取與評估是海上風(fēng)電場勘察設(shè)計階段的一項重要內(nèi)容，傳統(tǒng)的方法便是在場址范圍內(nèi)建設(shè)一座與擬安裝風(fēng)機高度近似的測風(fēng)塔，在測風(fēng)塔不同高度安裝溫度、壓力、風(fēng)速和風(fēng)向等傳感器對風(fēng)能資源進行長期觀測。但是受結(jié)構(gòu)強度、安全性和經(jīng)濟性等因素的制約，常用的測風(fēng)塔高度通常低于100m，然而風(fēng)機的安全運行和發(fā)電量還受影響于葉片范圍(100m?150m)內(nèi)的風(fēng)資源情況，傳統(tǒng)的測風(fēng)方案并不能很好地對擬建場區(qū)的風(fēng)能資源進行評估；另一方面，受海陸不連續(xù)性以及海島等障礙物影響，測風(fēng)塔的測風(fēng)數(shù)據(jù)往往不能代表整個場區(qū)的風(fēng)資源條件，需要添加輔塔加以補充和校正。
[0004]此外，相較于陸上風(fēng)電場的風(fēng)機基礎(chǔ)，海上風(fēng)機基礎(chǔ)除了要承受風(fēng)載荷以外，還要受浪載、海流、腐蝕甚至冰載等多方面的影響，這也是海上風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計的重點和難點之一。因此，海水溫度和鹽度、洋流流速和流向、波浪強度、周期和波譜等參數(shù)對于海上風(fēng)機基礎(chǔ)的設(shè)計是不可忽視的因素，這些參數(shù)的長期測量和評估對于海上風(fēng)電場的建設(shè)也是至關(guān)重要的，在臺風(fēng)、劇烈洋流、波浪、浮冰等多發(fā)海域尤其如此。
[0005]專利CN102662180A提供了一種海上測風(fēng)裝置，通過一座固定的測風(fēng)塔和幾個可迀移固定平臺安裝的激光雷達測風(fēng)儀來對整個風(fēng)電場的風(fēng)能資源進行實測。但卻忽略了海水溫度、鹽度、洋流以及波浪等外部建設(shè)條件對風(fēng)電場建設(shè)的影響，這顯然是不完善的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種兼顧經(jīng)濟性和實用性的海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，以便對擬開發(fā)海域的風(fēng)能資源、水文條件等參數(shù)進行全方位、多維度的立體觀測。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案是:一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，其包括一套主塔、若干輔塔和一套ADCP (聲學(xué)多普勒流速剖面儀)。所述主塔包括主塔基礎(chǔ)、測風(fēng)塔和和溫鹽深儀，測風(fēng)塔安裝在主塔基礎(chǔ)頂上，溫鹽深儀安裝在主塔基礎(chǔ)水下部位，在測風(fēng)塔不同高度安裝溫度、壓力、風(fēng)速和風(fēng)向等傳感器對風(fēng)能資源進行長期觀測，溫鹽深儀則能按一定頻率對海水溫度、鹽度和深度等參數(shù)信息進行采樣并記錄；所述輔塔包括輔塔基礎(chǔ)和激光雷達測風(fēng)儀，激光雷達測風(fēng)儀安裝在輔塔基礎(chǔ)頂部，可精確測量高達300米的水平風(fēng)速、垂直風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度和壓力氣象參數(shù)；所述ADCP(聲學(xué)多普勒流速剖面儀)安裝于海底，這樣可有效避免水面惡劣天氣、人為破壞以及水面船只的影響，其可按一定的層寬對海底至海面所有層面的流速、流向以及海浪的浪高、周期及波譜等參數(shù)進行測量。
[0008]優(yōu)選地，所述主塔安裝在擬開發(fā)海上風(fēng)電場盛行風(fēng)向的上游方向。
[0009]優(yōu)選地，所述測風(fēng)塔為三角形桁架式結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，輔塔安裝于主塔觀測盲區(qū)或代表性不夠的區(qū)域。
[0011]優(yōu)選地，主塔基礎(chǔ)和輔塔基礎(chǔ)為導(dǎo)管架基礎(chǔ)或混凝土承臺基礎(chǔ)或是無居民小島或礁石。
[0012]優(yōu)選地，主塔和輔塔同期測風(fēng)時間至少為I年。
[0013]本實用新型的技術(shù)效果體現(xiàn)在:
[0014]所述海上風(fēng)電場水水文氣象條件測量系統(tǒng)包括一套主塔、若干輔塔和一套ADCP (聲學(xué)多普勒流速剖面儀)。在主塔上分別設(shè)置測風(fēng)塔和溫鹽深儀，能夠?qū)φ麄€風(fēng)電場區(qū)域風(fēng)能資源和當(dāng)?shù)睾Ｋ疁囟?、鹽度和深度等參數(shù)的長期觀測；在所述輔塔上設(shè)置激光雷達測風(fēng)儀，用于對主塔觀測盲區(qū)或代表性不夠的區(qū)域進行風(fēng)能資源補充觀測和校正；所述ADCP(聲學(xué)多普勒流速剖面儀)安裝于海底，用于對風(fēng)電場海域海流的流速、流向、浪高、海浪周期和波譜等參數(shù)的測量。
[0015]本實用新型可以對擬建風(fēng)電場海域的風(fēng)能資源、水文氣象條件進行水上、水下全方位、多維度的觀測，能夠獲取更多垂直高度和空間廣度的氣象資料，從而實現(xiàn)對海上風(fēng)電場前期建設(shè)條件的觀測和評估、風(fēng)電場運營過程中的維護管理和風(fēng)機尾流效應(yīng)測量以及風(fēng)電場建設(shè)后評估的功能。
【附圖說明】
[0016]圖1為所述海上風(fēng)電場水水文氣象條件測量系統(tǒng)示意圖。
[0017]【附圖說明】:1、主塔基礎(chǔ)；2、測風(fēng)塔；3、溫鹽深儀；4、輔塔基礎(chǔ)；5、激光雷達測風(fēng)儀器；6、ADCP (聲學(xué)多普勒流速剖面儀)。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型所述海上風(fēng)電場水水文氣象條件測量系統(tǒng)做進一步說明。
[0019]參見圖1，一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，本實用新型特征在于，包括一套主塔、至少一套輔塔和一套聲學(xué)多普勒流速剖面儀；所述主塔包括主塔基礎(chǔ)、測風(fēng)塔和溫鹽深儀，所述測風(fēng)塔安裝于主塔基礎(chǔ)上，所述溫鹽深儀安裝于主塔基礎(chǔ)水面以下部位；所述輔塔包括輔塔基礎(chǔ)和激光雷達測風(fēng)儀，所述激光雷達測風(fēng)儀安裝于輔塔基礎(chǔ)頂面；所述聲學(xué)多普勒流速剖面儀安裝于海底。
[0020]本實用新型主塔安裝于擬建海上風(fēng)電場盛行風(fēng)向的上游方向。
[0021]本實用新型所述測風(fēng)塔為三角形桁架式結(jié)構(gòu)。
[0022]本實用新型輔塔安裝于主塔觀測盲區(qū)或代表性不夠的區(qū)域。
[0023]本實用新型主塔基礎(chǔ)和輔塔基礎(chǔ)均為導(dǎo)管架基礎(chǔ)或混凝土承臺基礎(chǔ)或是無居民小島或礁石。
[0024]本實用新型主塔和輔塔同期測風(fēng)時間至少為I年。
[0025]實施例一較佳是將主塔安裝在擬開發(fā)海上風(fēng)電場盛行風(fēng)向的上游方向，輔塔設(shè)置為三套。
[0026]較佳是將測風(fēng)塔2為三角形桁架式結(jié)構(gòu)。
[0027]較佳是將輔塔安裝于主塔觀測盲區(qū)或代表性不夠的區(qū)域。
[0028]較佳是將主塔和輔塔同期測風(fēng)時間至少為I年。
[0029]較佳是主塔基礎(chǔ)I和輔塔基礎(chǔ)4均為導(dǎo)管架基礎(chǔ)或混凝土承臺基礎(chǔ)或是無居民小島或礁石。
[0030]實施例二輔塔設(shè)置為五套。當(dāng)主塔基礎(chǔ)I或輔塔基礎(chǔ)4中某一個或某幾個為無居民小島或礁石時，在滿足功能性的前提下應(yīng)選擇盡可能小的島礁或礁盤，一來可以降低海島或礁石造成的海洋不連續(xù)性對測風(fēng)的影響，二來可降低島礁租賃或使用權(quán)出讓費等費用，以降低開發(fā)風(fēng)險。
[0031]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，其特征在于，包括一套主塔、至少一套輔塔和一套聲學(xué)多普勒流速剖面儀；所述主塔包括主塔基礎(chǔ)、測風(fēng)塔和溫鹽深儀，所述測風(fēng)塔安裝于主塔基礎(chǔ)上，所述溫鹽深儀安裝于主塔基礎(chǔ)水面以下部位；所述輔塔包括輔塔基礎(chǔ)和激光雷達測風(fēng)儀，所述激光雷達測風(fēng)儀安裝于輔塔基礎(chǔ)頂面；所述聲學(xué)多普勒流速剖面儀安裝于海底。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，其特征在于，主塔安裝于擬建海上風(fēng)電場盛行風(fēng)向的上游方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測風(fēng)塔為三角形桁架式結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，其特征在于，輔塔安裝于主塔觀測盲區(qū)或代表性不夠的區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，其特征在于，主塔基礎(chǔ)和輔塔基礎(chǔ)均為導(dǎo)管架基礎(chǔ)或混凝土承臺基礎(chǔ)或是無居民小島或礁石。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，其特征在于，主塔和輔塔同期測風(fēng)時間至少為I年。
【專利摘要】一種海上風(fēng)電場水文氣象條件測量系統(tǒng)，主要包括一套主塔、若干輔塔和一套ADCP(聲學(xué)多普勒流速剖面儀)。所述主塔包括主塔基礎(chǔ)、測風(fēng)塔和溫鹽深儀，所述輔塔包括輔塔基礎(chǔ)和激光雷達測風(fēng)儀，所述激光雷達測風(fēng)儀用于對主塔觀測盲區(qū)或代表性不夠的區(qū)域進行風(fēng)能資源補充觀測和校正；所述ADCP(聲學(xué)多普勒流速剖面儀)安裝于海底。本實用新型用于對擬建風(fēng)電場海域的風(fēng)能資源、水文氣象條件進行水上、水下全方位、多維度的觀測，能夠獲取更多垂直高度和空間廣度的氣象資料，從而實現(xiàn)對海上風(fēng)電場前期建設(shè)條件的觀測和評估、風(fēng)電場運營過程中的維護管理和風(fēng)機尾流效應(yīng)測量以及風(fēng)電場建設(shè)后評估的功能。
【IPC分類】G01S17/95
【公開號】CN204903763
【申請?zhí)枴緾N201520522712
【發(fā)明人】王斯偉, 范守元, 張源航
【申請人】中國能源建設(shè)集團云南省電力設(shè)計院有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月17日