(高清版)GB∕T 38957-2020 海上風(fēng)電場熱帶氣旋影響評(píng)估技術(shù)規(guī)范

ICS07.060A47中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)海上風(fēng)電場熱帶氣旋影響評(píng)估技術(shù)規(guī)范T國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)ⅠGB／T38957—2020 1范圍 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4評(píng)估區(qū)域確定 5資料收集與處理 6熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 7熱帶氣旋發(fā)電效益評(píng)估 附錄A（規(guī)范性附錄）標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下輪轂高度處風(fēng)速計(jì)算 參考文獻(xiàn) ⅢGB／T38957—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國氣象局提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國氣候與氣候變化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC540)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國氣象局公共氣象服務(wù)中心、中國氣象科學(xué)研究院、廣東省氣象局、北京玖天氣象科技有限公司、中國三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司、新疆金風(fēng)科技股份有限公司、中廣核風(fēng)電有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：王丙蘭、宋麗莉、李英、全利紅、黃浩輝、陳雯超、袁春紅、植石群、劉兵、南蘭、寧巧珍、敖娟、李靖、董禮、成和祥。GB／T38957—2020海上風(fēng)電場熱帶氣旋影響評(píng)估技術(shù)規(guī)范本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了海上風(fēng)電場熱帶氣旋影響評(píng)估區(qū)域確定、資料收集與處理、熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和熱帶氣旋發(fā)電效益評(píng)估的技術(shù)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于海上風(fēng)電開發(fā)的熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和發(fā)電效益評(píng)估。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T31519—2015臺(tái)風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組GB/T36745—2018臺(tái)風(fēng)渦旋測風(fēng)數(shù)據(jù)判別規(guī)范NB/T31147—2018風(fēng)電場工程風(fēng)能資源測量與評(píng)估技術(shù)規(guī)范QX/T438—2018橋梁設(shè)計(jì)風(fēng)速計(jì)算規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1在沿海多年平均大潮高潮線以下海域及相應(yīng)開發(fā)海域內(nèi)無居民的海島上開發(fā)建設(shè)的風(fēng)電場。注：改寫NB/T31029—2012,定義2.0.3。3.2生成于熱帶或副熱帶洋面上，具有有組織的對(duì)流和確定的氣旋性環(huán)流的非鋒面性渦旋。注1：包括熱帶低壓、熱帶風(fēng)暴、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。注2：改寫GB/T19201—2006,定義2.1。3.3由海上風(fēng)電場外圍若干控制點(diǎn)的連線組成的封閉海域。3.4滿足風(fēng)電機(jī)組發(fā)電工況條件的熱帶氣旋外圍風(fēng)區(qū)發(fā)電效益評(píng)估。3.5v工程區(qū)域邊界線外擴(kuò)一定范圍，用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或效益評(píng)估的區(qū)域。12GB／T38957—20203.6氣象分析計(jì)算所參照或引用的具有長年代氣象觀測數(shù)據(jù)的國家氣象觀測站。注1：長年代一般不少于30年。注2：改寫QX/T469—2018,定義3.2。3.7為海上風(fēng)電場工程項(xiàng)目選址或建設(shè)獲取氣象要素值而設(shè)立的氣象觀測站。注2：改寫QX/T449—2018,定義3.2。3.8v規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)水平風(fēng)向的變化角度。計(jì)算見式(1):式中：ΔD—°°°3.9某一事件重復(fù)出現(xiàn)的平均間隔時(shí)間。注1：重現(xiàn)期為N年，則該事件的出現(xiàn)概率為N年一遇。本標(biāo)準(zhǔn)采用的重現(xiàn)期為50年和1年。注2：改寫QX/T436—2018,定義3.3。給定時(shí)段內(nèi)平均風(fēng)速的最大值。[GB/T31724—2015,定義2.27][GB/T31724—2015,定義2.28]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂高度處可能遭遇大于或等于按IEC61400-1:2019或GB/T31519—2015規(guī)定的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各等級(jí)風(fēng)速的概率。注：IEC61400-1:2019中參考湍流強(qiáng)度定義為風(fēng)速為15m/s數(shù)據(jù)的70%分位數(shù)的湍流強(qiáng)度，GB/T18451.1—3GB／T38957—2020風(fēng)電機(jī)組實(shí)際上網(wǎng)發(fā)電量折算為風(fēng)電機(jī)組以額定功率運(yùn)行時(shí)所對(duì)應(yīng)的小時(shí)數(shù)。4評(píng)估區(qū)域確定4.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估區(qū)域確定應(yīng)根據(jù)海上風(fēng)電場所在地區(qū)熱帶氣旋最大風(fēng)速（或眼壁區(qū)）半徑的統(tǒng)計(jì)特征確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估區(qū)域。風(fēng)4.2發(fā)電效益評(píng)估區(qū)域確定應(yīng)以可滿足風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行工況條件的歷史熱帶氣旋外圍風(fēng)區(qū)和影響時(shí)間特征為分析依據(jù)，以影響500km之間。5資料收集與處理應(yīng)全面收集評(píng)估區(qū)域內(nèi)氣象觀測等資料，特別是熱帶氣旋相關(guān)資料。當(dāng)專用氣象站未能觀測到熱帶氣旋渦旋區(qū)域的數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)收集其具有代表性的包含熱帶氣旋渦旋的海上觀測數(shù)據(jù)。5.2參證氣象站長期觀測資料收集與處理站選取及參證氣象站年最大風(fēng)速序列一致性訂正，包括遷站訂正、高度訂正、時(shí)距訂正等，時(shí)間序列一般不少于30年。5.3專用氣象站資料收集與處理應(yīng)收集工程區(qū)域內(nèi)專用氣象站資料，并按照NB/T31147—2018中5.2的規(guī)定進(jìn)行數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，包括數(shù)據(jù)代表性評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)合理性檢驗(yàn)等。5.4熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集收集與處理風(fēng)速。6熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估6.1熱帶氣旋統(tǒng)計(jì)特征風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估區(qū)域內(nèi)熱帶氣旋統(tǒng)計(jì)特征應(yīng)包含：4GB／T38957—2020動(dòng)方向的頻數(shù)與頻率統(tǒng)計(jì)；6.2風(fēng)電機(jī)組選型及設(shè)計(jì)載荷工況參數(shù)計(jì)算6.2.1利用現(xiàn)場專用氣象站觀測資料，特別是熱帶氣旋觀測資料，計(jì)算風(fēng)電機(jī)組選型和設(shè)計(jì)載荷工況參數(shù)。對(duì)于熱帶氣旋觀測資料，應(yīng)按照GB/T36745—2018中第5章至第7章規(guī)定的熱帶氣旋渦旋風(fēng)的分區(qū)指標(biāo)進(jìn)行分區(qū)，并分別計(jì)算熱帶氣旋眼壁區(qū)、眼區(qū)、外圍區(qū)的風(fēng)電機(jī)組選型和設(shè)計(jì)載荷工況參數(shù)。6.2.2風(fēng)電機(jī)組選型和設(shè)計(jì)載荷工況參數(shù)具體包括：50強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)考慮熱帶氣旋眼壁區(qū)湍流強(qiáng)度。及極端運(yùn)行陣風(fēng)、極端風(fēng)向變化和方向變化的極端相干陣風(fēng)等極端工況參數(shù)。6.2.3風(fēng)電機(jī)組選型和設(shè)計(jì)載荷工況參數(shù)計(jì)算方法如下：GBT367452018算，湍流強(qiáng)度、風(fēng)切變指數(shù)（又稱風(fēng)廓線指數(shù)）、陣風(fēng)系數(shù)按照GB/T36745—2018中附錄A計(jì)算。2019中6.3.3和GB/T31519—2015中5.3的規(guī)定，計(jì)算極端工況參數(shù)，包括極端運(yùn)行陣風(fēng)、極端風(fēng)向變化、方向變化的極端相干陣風(fēng)等。TG6.3.1工程區(qū)域N年一遇最大風(fēng)速6.3.1.1參證氣象站與專用氣象站相關(guān)性分析應(yīng)按照下列方法進(jìn)行：顯著性檢驗(yàn)（檢驗(yàn)方法見QX/T438—2018中附錄C);度檢驗(yàn)，則相關(guān)性較差。6.3.1.2工程區(qū)域N年一遇最大風(fēng)速計(jì)算數(shù)計(jì)算參證氣象站N年一遇最大風(fēng)速，然后利用比值系數(shù)或回歸系數(shù)，將參證氣象站N年一遇最大風(fēng)速推算到工程區(qū)域輪轂高度處，最后按照附錄A的A.2計(jì)算工程區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下輪轂高度處N年一遇風(fēng)速。6.3.1.2.2當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估區(qū)域內(nèi)無參證氣象站或參證氣象站與專用氣象站相關(guān)性較差時(shí)，宜利用熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集參照如下步驟計(jì)算工程區(qū)域N年一遇最大風(fēng)速：氣象站該時(shí)刻的風(fēng)速值等于該熱帶氣旋的最大風(fēng)速值。5GB／T38957—2020N年一遇最大風(fēng)速：計(jì)算工程區(qū)域?qū)Ｓ脷庀笳镜腘年一遇最大風(fēng)速；2)若年最大風(fēng)速樣本不能組成連續(xù)20年以上的年最大風(fēng)速序列，利用泊松-耿貝爾遇最大風(fēng)速，按照附錄B的B.2和B.3對(duì)泊松-耿貝爾擬合分布進(jìn)行檢驗(yàn)，并按照附錄A計(jì)算工程區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下輪轂高度處N年一遇最大風(fēng)速。TG頻率。6.3.3工程區(qū)域N年一遇極大風(fēng)速計(jì)算均陣風(fēng)系數(shù)，利用6.3.1計(jì)算的工程區(qū)域N年一遇最大風(fēng)速，與陣風(fēng)系數(shù)相乘得到工程區(qū)域N年一遇極大風(fēng)速。6.4風(fēng)電機(jī)組選型及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估6.4.1結(jié)合6.3推算的工程區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下輪轂高度處50年一遇最大風(fēng)速、WTGS等級(jí)風(fēng)速超越概率，以及6.2計(jì)算的參考湍流強(qiáng)度、熱帶氣旋眼壁區(qū)湍流強(qiáng)度，評(píng)估風(fēng)電機(jī)組選型風(fēng)險(xiǎn)及安全等級(jí)。計(jì)算的風(fēng)機(jī)工況參數(shù)是否滿足風(fēng)機(jī)性能指標(biāo)和參數(shù)要求，評(píng)估風(fēng)電機(jī)組選型風(fēng)險(xiǎn)。6.4.3判別6.2計(jì)算的熱帶氣旋湍流強(qiáng)度、極端運(yùn)行陣風(fēng)、極端風(fēng)向變化、方向變化的極端相干陣風(fēng)等風(fēng)機(jī)工況參數(shù)是否滿足IEC61400-1:2019中6.3.3和GB/T31519—2015中5.3規(guī)定的各種工況的參數(shù)要求，評(píng)估熱帶氣旋條件下風(fēng)電機(jī)組安全風(fēng)險(xiǎn)。7熱帶氣旋發(fā)電效益評(píng)估7.1熱帶氣旋發(fā)電效益評(píng)估目標(biāo)和指標(biāo)7.1.1以滿足風(fēng)電機(jī)組發(fā)電工況氣象參數(shù)條件的熱帶氣旋外圍風(fēng)區(qū)為目標(biāo)。7.1.2以風(fēng)電機(jī)組等效滿負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)作為發(fā)電效益評(píng)估的指標(biāo)。7.2熱帶氣旋發(fā)電效益評(píng)估參數(shù)7.2.1利用熱帶氣旋發(fā)電效益評(píng)估區(qū)域內(nèi)至少30年的熱帶氣旋數(shù)據(jù)，評(píng)估平均年景、最好年景和最差年景的熱帶氣旋發(fā)電效益。7.2.2平均年景：熱帶氣旋外圍影響的年平均等效滿負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)。7.2.3最好年景：熱帶氣旋外圍影響最多或時(shí)段最長的年份的等效滿負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)。7.2.4最差年景：熱帶氣旋外圍影響最少或時(shí)段最短的年份的等效滿負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)。6GB／T38957—2020附錄A（規(guī)范性附錄）標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下輪轂高度處風(fēng)速計(jì)算A.1輪轂高度處風(fēng)速推算式中：A.2標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下風(fēng)速計(jì)算將風(fēng)速訂正到標(biāo)準(zhǔn)空氣密度狀況下的計(jì)算見式(A.2)。\式中：狏—0。7GB／T38957—2020附錄B（規(guī)范性附錄）-p-GB-p-G式中：ΦP—由式（B.2）計(jì)算：式中：式中：式中：iiB.2熱帶氣旋影響頻數(shù)分布擬合檢驗(yàn)采用卡方檢驗(yàn)對(duì)泊松-耿貝爾分布中的熱帶氣旋影響頻數(shù)分布擬合進(jìn)行檢驗(yàn)，見式（B.6i式中：K—組數(shù)，無量綱數(shù)；Pi—各組理論分布頻數(shù)，由式（B.7）求得：8GB／T38957—2020B.3熱帶氣旋影響風(fēng)速分布擬合檢驗(yàn)采用柯爾莫哥洛夫法對(duì)泊松-耿貝爾分布中的風(fēng)速分布擬合進(jìn)行檢驗(yàn)。將風(fēng)速由大到小作成有序統(tǒng)計(jì)量并分成幾組，計(jì)算各組理論點(diǎn)與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)間的最大偏差D，見式(B.8):式中： t則拒絕原假設(shè)。GB／T38957—2020[1]GB/T18451.1—2012風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)要求[2]GB/T19201—2006熱帶氣旋等級(jí)[3]GB/T31517—2015海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)要求[4]GB/T31724—2015