2017風電功率預測系統測風塔數據測量技術要求

DL目次TOC\o\h\z\u目次 I前言 II1 范圍 32 術語和定義 33 測量要素 44 測量設備 55 安裝要求 66 實時數據質量控制 67 數據上報 7附錄A 8

風電功率預測系統測風塔數據測量技術要求范圍本標準規定了風電功率預測系統中測風塔數據測量的相關技術要求，主要包括測量要素、測量設備、安裝要求、實時數據質量控制、數據上報等。本標準適用于建設風電功率預測系統所需的測風塔數據測量。術語和定義下列術語和定義適用于本文件。風電場windfarm由一批風電機組或風電機組群（包括機組單元變壓器）、匯集線路、主升壓變壓器及其他設備組成的發電站。風電功率預測系統windpowerforecastingsystem可分為場站端功率預測系統和調度端功率預測系統，一般包括數據采集單元、處理單元、存儲單元、運算單元，可實現對單個或多個風電場未來一段時間內的輸出功率進行預測并進行展示、統計、分析的系統。測風塔位置windtowersite對風電場進行風電功率預測時所選擇的具有代表性的測風塔位置。測量高層MeasurementLayer風電功率預測系統所需測量的氣象要素所處的距地高度。測量要素measurementelements應用于風電功率預測系統的風速、風向、溫度、濕度、氣壓等氣象要素。風速windspeed空間特定點的風速為該點周圍氣體微團的移動速度。平均風速averagewindspeed給定時間內瞬時風速的平均值。輪轂高度hubheight從地面到風輪掃掠面中心的高度。測量要素平均風速每秒采樣1次，自動計算和記錄每5min的算術平均風速，m/s。平均風向與風速同步采集該風速的風向，自動計算和記錄每5min的矢量平均風向，°。風速標準偏差以5min為時段，每秒采集和記錄瞬時風速，自動計算和記錄每5min的風速標準偏差。環境溫度每10s采樣1次，每分鐘采樣的６個樣本去掉1個最大值和1個最小值，余下4個樣本的算術平均為該分鐘的瞬時值。以瞬時值為樣本,自動計算和記錄每5min的算術平均值，℃。相對濕度每10s采樣1次，每分鐘采樣的６個樣本去掉1個最大值和1個最小值，余下4個樣本的算術平均為該分鐘的瞬時值。以瞬時值為樣本,自動計算和記錄每5min的算術平均值，RH%。氣壓每10s采樣1次，每分鐘采樣的６個樣本去掉1個最大值和1個最小值，余下4個樣本的算術平均為該分鐘的瞬時值。以瞬時值為樣本,自動計算和記錄每5min的算術平均值，hPa。測量設備風速傳感器的技術參數要求測量范圍:0m/s～60m/s測量精度:±0.5m/s(3m/s～30m/s)工作環境溫度:-40℃～+60℃風向傳感器的技術參數要求測量范圍:0～360°測量精度:±2.5°工作環境溫度:-40℃～+60℃溫度傳感器的技術參數要求測量范圍:-40℃～+60℃測量精度:±0.5℃工作環境溫度:-40℃～+60℃濕度傳感器的技術參數要求測量范圍:0～100%RH測量精度:±8%RH工作環境溫度:-40℃～+60℃氣壓傳感器的技術參數要求測量范圍:500～1100hPa測量精度:±0.3hPa工作環境溫度:-40℃～+60℃數據采集器的技術參數要求應具有本規范所有測量要素的采集、計算和記錄的功能；應具有遠程傳輸數據的功能；應能完整地保存不低于3個月采集的數據量，且具有在現場下載數據的功能；應具備定時自動校時功能。安裝要求測量位置要求測量位置代表性測量位置應具有代表性，能代表風電場風能資源特性，且應不受周圍風電機組和障礙物影響；測量位置宜選在風電場主導風向的上風向，距離風電機組1km~7km；測量位置附近應無高大建筑物、樹木、輸電桿塔等障礙物，與障礙物的距離應保持在障礙物高度的10倍以上；測量位置數量測量位置的數量應滿足風電功率預測系統要求，應綜合考慮風場地形條件、氣候特征、風場區域范圍、裝機容量等；對地形比較平坦的大型風電場（容量小于100MW、范圍小于20km2），應至少安裝1個測風塔；對地形復雜的風電場，應適當增加測風塔的數量；對于不具備測風塔安裝條件的區域，如海上風電場，可考慮使用聲雷達（SODAR）或光雷達（LIDAR）。測量高層風速風向至少需要三層，即測風塔10m高層、風力發電機組的輪轂中心高層和測風塔最高層。溫度、濕度、氣壓一般一層即可，安裝高度宜在距離輪轂高度10m的范圍內，溫度、濕度傳感器應設置小型百葉箱或防輻射罩。機械要求傳感器安裝支架必須牢固，即使受到嚴重沖擊振動（如大風等），也不改變傳感器的初始安裝狀態。實時數據質量控制實時數據質量控制的目的是數據采集器檢驗采樣值的合理性，剔除異常數據。采樣值的合理范圍見表1。表1采樣值的合理范圍氣象要素傳感器測量范圍相鄰樣本最大變化值風速依照傳感器性能指標確定20m/s風向360°環境溫度2℃相對濕度5%RH氣壓0.3hPa數據上報數據格式需上報的測量值的具體數據格式說明見表2：表2數據格式數據類型數據格式測站編號整數，監測站的唯一性標識時標日期時間類型，精確到秒第1層（最低層）平均風速浮點數，保留兩位小數第1層平均風向浮點數，保留兩位小數第1層風速標準偏差浮點數，保留兩位小數第2層平均風速浮點數，保留兩位小數第2層平均風向浮點數，保留兩位小數第2層風速標準偏差浮點數，保留兩位小數第n層（最高層）平均風速浮點數，保留兩位小數第n層平均風向浮點數，保留兩位小數第n層風速標準偏差浮點數，保留兩位小數環境溫度浮點數，保留兩位小數相對濕度浮點數，保留兩位小數氣壓浮點數，保留兩位小數數據傳輸數據傳輸時間間隔應不大于5min，數據延遲不超過1min，每天數據傳輸暢通率：≥95％。

附錄A（資料性附錄）風向矢量平均法計算公式將風的水平分量分解成方向的分量,求出方向分量的平均值,再進行合成,即可求得所需要的平均風向。假設第次采得的風矢量的子樣的風速值，風向值為，它在方向分量（如圖1所示）為：圖1