福州市的城市建设与风场

本文计算分析了福州城市建设对风速的影响,计算结果表明,福州城市建设的发展已使市区风速逐渐减小,本文还计算分析了30年一遇的10分钟平均最大风速和风压在福州市区的分布。     

福州年最大风速的分析和估算

本文利用福州1952—1982年历年10分钟最大风速资料,简略分析了10分钟最大风速及其风向的气候特征。并应用Fisher-Tippett第一型极值分布理论(又称Gumbel分布)估算了T年(T=5,10,20,30,50,60,100,200年)内可能一遇的最大风速值。     

上海环球金融中心顶部台风“灿鸿”风速实测

基于上海环球金融中心顶部(494m)采集到的台风"灿鸿"风速数据,对平均风速、湍流强度、阵风因子和峰值因子进行了分析.用广义风速谱拟合的方法计算湍流积分尺度,运用拟合参数将风速谱与Von Karman谱进行对比.研究结果表明:10min最大平均风速与1h平均风速,3s最大平均风速与10min平均风速均有较好的线性关系;顺风向和横风向阵风因子与湍流强度之间都满足线性关系;顺风向和横风向湍流积分尺度随10min平均风速的增加而增加;本次实测得到的风速谱与Von Karman谱有一定差距.     

江苏沿海滩涂围垦对近岸风浪场的影响

利用江苏沿海近期水深数据以及西连岛风测站1981—1998年风况资料,采用P-III曲线计算重现期风速并推求外海深水波要素,对江苏海域50年一遇设计风浪场进行了模拟计算。在模型验证的基础上,模拟计算了江苏沿海滩涂围垦规划(2010—2020年)后江苏近岸风浪场,探讨了江苏近岸50年一遇风浪场的分布特征,同时对比分析江苏近岸8个采样点工程前后50年一遇设计波要素的变化。结果表明:江苏围垦规划实施后,江苏近岸50年一遇设计波要素有减小趋势;北部近岸海域的有效波高和平均波周期基本不变,而南部近岸海域变化较大。其中,南部海域采样点有效波高最大降幅0.62 m,位于洋口港-吕四港近岸区域,采样点平均波周期最大降幅1 s,位于东沙围垦区东部;水深地貌形态和风区长度是影响江苏近岸重现期波浪的重要因素。     

上海环球金融中心大楼顶部良态风风速实测

对结构高度为492 m的上海环球金融中心大楼顶部实测到的良态强风时段下的平均风速和脉动风速数据进行了分析,得到了3 s、10 min以及1 h时距下的平均风速值,并对其进行线性拟合.结果表明,10 min平均风速与3 s平均最大(瞬时最大)风速的比值约为0.876 8.根据实测数据,还分析了湍流度和阵风因子,结果表明,湍流度和阵风因子均随平均风速的增大而减小,此外,对比了部分时段内的实测脉动风速功率谱密度与VonKarman谱,两者较为吻合.     

冷却塔群间“狭管效应”对风速影响的统计分析

为研究群体高层对风速风向的影响,以与群体高层类似的嘉峪关酒钢电厂冷却塔群为例,在电厂冷却塔群附近及空旷地带设立2个测风塔,进行风速、风向对比观测,研究冷却塔群间"狭管效应"对风速风向的影响。数据分析表明,冷却塔群的存在使10 min平均风速降低,但是对2 s瞬时风速影响不大,同时2 s最大风速与10 min平均风速比值增大。     

琼州海峡跨海工程风速观测与设计风速计算

利用5a的多层梯度测风资料,对工程区3个测点与参照气象站风速的相关关系、风随高度变化的规律以及阵风系数等进行了分析研究.结果表明,工程区3个测点与参照气象站风速之间的关系均以线性方程拟合效果最佳.利用这些线性方程对工程区短期测风资料进行了延长,并采用极值Ⅰ型分布计算了10 m高处重现期10 min平均最大风速.然后,根据风随高度变化的规律和阵风系数,计算了桥面高度各重现期瞬时最大风速.     

近40年藏西北荒漠生态功能区风速时空分布特征分析

利用藏西北羌塘草原荒漠生态功能区所辖7个气象观测站1971～2010年逐日平均风速数据,采用现代统计方法诊断分析.结果:近40年藏西北荒漠生态功能区平均风速呈现逐年减小趋势,其中冬季平均风速减小率最大,减小率为0.5m/s.10a,年平均风速减小率为0.4m/s.10a;冬季平均风速突变发生在1982年,其余各季和年的突变发生在20世纪90年代初期;冬春季及年平均风速具有14年的显著周期.影响藏西北风速减少的原因不仅有人类保护的原因,也有气候变化促使纬向环流加强、径向环流减弱的贡献;藏西北地区冬季和年平均风速具有自主体向东西两边减少的趋势.     

台风“启德”登陆过程中近地风场特征

通过对台风过程的风速及风向、阵风因子、湍流度和风速谱等参数的分析,研究了台风“启德”登陆时的近地风场特性.结果表明：台风“启德”的最大瞬时风速达到20 m/s,10 min最大平均风速为16m/s,台风登陆前,风速及风向脉动变化很大;台风登陆后,湍流度及阵风因子明显减小;风速变大,湍流度和阵风因子有减小的趋势.     

基于广义统一概率图的东南沿海风速概率分布研究

传统的概率分布选择方法是基于观测数据在假设分布概率纸上进行绘制,由于受到概率纸的限制无法进行直接比对分析.本文提出了一种新的广义统一概率图(GUPP)方法,通过Rosenblatt变换,将假设分布转换到统一概率纸上进行直观比对,并提出基于GUPP的拟合优度快速检验方法及参数,该方法可用于大数据量和大范围假设概率分布的快速拟合和检验.采用本文方法对厦门地区1953-2015年采集的实时风速数据进行统计分析及拟合,结果显示Pearson-Ⅲ分布可以更好地模拟厦门地区年10 min平均最大风速的分布规律,以此更准确地确定厦门地区基于不同回归期的设计最大风速.     

云南上空700hPa等压面风能资源分布分析

对云南区域(97.5°～107.5°E,22.5°～30°N)从1948年1月至2009年12月的时间段内的700 hPanc风场和温度场月平均再分析资料进行了风速、风功率密度随时间变化的分析和风向的频率分布情况分析.结果发现:云南上空700 hPa平均风速风功率密度年际变化总体波动平稳,二者变化趋势一致.700 hPa上平均风速和风功率密度的月际变化显现出明显的月份特征:最大的月是2月,其次是3月,各月风速、风功率密度差异显著.各季度的风功率密度由大到小依次是:冬季,春季,秋季,夏季,其中冬季波动明显.以云南为中心的(10°～30°N,87.5°～117.5°E)范围内风功率密度图显示云南上空700 hPa风速、风功率密度也有其显著的空间分布特点:滇东南风速较大,风能功率密度大;滇北海拔高,风速小,风功率密度小.云南上空700 hPa风向特点显著:多为偏西偏南风,各季节各年度风向较为集中,并且频率较高的风向伴随较大的风速和风功率密度.     

基于长期实测数据的西北地区风力发电场风速风向联合概率分布分析

为更准确地研究风力发电结构在风荷载下的结构响应,基于甘肃气象局提供的1981-2017年甘肃六地风速风向实测数据,对各地区的风速风向联合概率进行分析.抽取每天的最大极值风速及其对应风向为极值样本,统计分析得到各地区风速风向联合分布.将Gumbel,Frechet和Weibull分布函数线性化的基础上,利用最小二乘法拟合各分布函数参数,根据参数拟合结果推算各地区10,50和100年重现期的极值风速,并和各地区最大基本风速规范建议值进行对比.研究结果表明,考虑风速风向概率影响的基本风速更加符合实际情况,最大基本风速规范建议值偏于保守.     

Special report on relationship between wind farms and power grids

The installed capacity of a.large scale wind power plant will be up to a number of hundreds MW, and the wind power is transmitted to load centers through long distance transmission lines with 220 kV, 500 kV, or 750 kV. Therefore, it is necessary not only considering the power transmission line between a wind power plant and the first con- nection node of the power network, but also the power network among the group of those wind power plants in a wind power base, the integration network from the base to the existed grids, as well as the distribution and consumption of the wind power generation by loads. Meanwhile, the impact of wind power stochastic fluctuation on power systems must be studied. In recent years, wind power prediction technology has been studied by the utilities and wind power plants. As a matter of fact, some European countries have used this prediction technology as a tool in national power dispatch centers and wind power companies.     

高层建筑屋顶广告牌风压分布特性

通过对广告牌沿高层建筑屋顶单边布置、邻边布置、三边布置及四周布置这4种方式的刚性模型测压试验,测量了广告牌面板表面风压,研究了其分布规律,讨论了面板表面典型测点脉动风压的频域特性.结果表明:来流方向与广告牌面板表面斜交时,不同布置方式的广告牌面板表面平均风压系数及脉动风压系数均比较大,并且面板边缘附近的数值要比面板内部区域大;不同布置方式的广告牌面板表面极值风压系数分布不同,单边布置时出现最大极值风压,而四周布置时极值风压最小;对于由多块面板组成的屋顶广告牌,相邻面板之间出现气动干扰.     

麻地沟煤矿供配电系统探讨

通过对麻地沟煤矿供配电系统的探讨,得出结论:该矿地面供配电系统以双回路10 kV电源向风机房、地面变压器、井下主变电所供电。双回10 kV电源分别取自10 kV母线不同母线段;井下供配电系统双回10 kV井下电缆MYJV22-8.7/12 3×95300 m引自矿井10 kV变电所10 kV母线不同母线段,沿主斜井井筒敷设至井下主变电所。     

风速对海岸风沙流中不同粒径沙粒垂向分布的影响

 选择河北昌黎黄金海岸状态自然、规模高大、形态典型的海岸横向沙脊,野外实地观测不同风速下海岸沙丘表面风沙流中不同粒径组沙粒垂向分布的变化。结果表明,随着风速的增大,海岸横向沙脊表面不同粒径组的沙粒在距地表60 cm高度内输沙量的垂向分布呈现出了不同的变化特点,其中粗沙的总输沙量减少,但中沙和细沙增加,在不同高度层内的变化亦不一致;相对输沙量基本呈现为下层减少、中层增加或基本持平、上层减少的变化特点,但各个变化层位的高度不一;垂向分布模式,粗沙转变为典型负幂函数分布,中沙由负幂函数转变为指数函数,细沙则为典型的指数函数布模式。究其原因,主要应与不同风速气流的携沙极限、随风速增大增加了沙粒的搬运高度以及不同粒径组沙粒的主导运动方式有关。     

基于最大熵理论的润扬悬索桥桥址极值风速预测

基于最大熵可靠度理论,提出了润扬大桥悬索桥的桥址极值风速预测方法,从而为润扬大桥悬索桥的风效应可靠度评估提供实际的荷载概率模型.根据桥址实测短期风速风向数据,计算了反映桥址气候特征的日最大风速风向频度函数,并计算了统计的桥址风速风向联合概率密度函数曲面.在此基础上采用最大熵法建立了桥址的风速风向联合概率模型,并对润扬大桥悬索桥50年和100年重现期内的极值风速进行了预测.分析结果表明,采用联合概率模型能够较好地描述润扬大桥悬索桥桥址的良态气候风场模式,并且桥址预测的极值风速小于设计风速,说明润扬悬索桥抗风设计时考虑了较大的安全度.     

极值风速拟合优化策略

在桥梁设计规范中假定风速随机过程为平稳过程 ,风速母体服从指数型分布并以极值Ⅰ型拟合风速极值渐近分布 .然而实际上风速并不严格地满足平稳过程假设 ,且由于样本数据的来源不同和极值分布参数估计方法各异 ,对风速母体分布及样本极值渐近分布拟合方法的结论不尽相同 .针对上述问题 ,通过蒙特卡罗数值模拟技术研究了多种风速母体分布下具有普遍适用性的极值风速拟合策略 .并以上海地区龙华、川沙气象站极值风速估算为例 ,阐明了该方法的实用性和合理性     

实测风速分布特征及重现期模型评估

风荷载的模拟是风振响应分析的关键步骤,但缺乏实测风速数据的分析且风速存在一定的地域差异,精确的风荷载模型对于输电线路杆塔力学分析至关重要。本文通过统计在江苏省境内13个地市代表气象站的风速数据,运用GEV模型,Weibull模型、Rayleigh模型对其进行了统计规律的分析,拟合后提出了风速重现期的单变量控制方程,通过K-S方法检验得出单变量控制概率密度累积方程具有较强的稳定性,结果表明本文所采用的双指数高斯分布模型适用江苏大部分地区,可使用该模型作为计算风速重现期的参考。     

基于多种分布对云南山区风速的综合评估

风速分布的准确评估在风能估算中起着十分重要的作用,选择合适的概率密度函数可以减小风能的估算误差。为了确定最适合云南山区风速数据的概率分布,提出使用多种常规分布进行建模;采用极大似然理论进行参数估计,提出一个综合评估准则,包括决定系数R2、Kolmogorov-Smirnov检验、卡方检验、均方根误差(RMSE)和贝叶斯信息准则(BIC)用于拟合优度检验,直方图和QQ图用于直观分析,与标准空气密度下风功率密度的相对误差用于比较。结果显示:威布尔分布对于云南山区的风速数据拟合效果最好,这也为下一步对云南山区风能的准确评估打好了基础。