海上測風(fēng)塔系統(tǒng)課件

海上測風(fēng)塔系統(tǒng)簡介新能源電場規(guī)劃部2012年12月1海上測風(fēng)塔系統(tǒng)簡介新能源電場規(guī)劃部1整體概述概述二點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容概述一點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容概述三點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容2整體概述概述二概述一概述三2目錄一、概況二、海上測風(fēng)塔主要類型三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)四、海上測風(fēng)塔建設(shè)3目錄一、概況3一、概況1、海上發(fā)展風(fēng)電的優(yōu)勢2、海上風(fēng)電場類型3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景4、海上測風(fēng)任務(wù)的必要性及緊迫性5、海上測風(fēng)工作的主要內(nèi)容6、海上測風(fēng)工程審批4一、概況1、海上發(fā)展風(fēng)電的優(yōu)勢4一、概況1、海上發(fā)展風(fēng)電的優(yōu)勢海上風(fēng)資源豐富，風(fēng)速高，很少有靜風(fēng)期，風(fēng)況優(yōu)于陸地，可以有效利用風(fēng)電機(jī)組發(fā)電容量。通常海上風(fēng)速比平原沿岸高20%，發(fā)電量增加70%。海上風(fēng)的湍流強(qiáng)度低，在陸上設(shè)計(jì)壽命20年的風(fēng)電機(jī)組在海上可達(dá)25~30年。受土地利用、噪聲污染、鳥類保護(hù)、電磁波干擾較少，不涉及土地征用等問題。5一、概況1、海上發(fā)展風(fēng)電的優(yōu)勢5一、概況2、海上風(fēng)電場類型多年平均大潮高潮線理論最低潮位5m50m①潮間帶和潮下帶灘涂風(fēng)電場②近海風(fēng)電場③深海風(fēng)電場①②③6一、概況2、海上風(fēng)電場類型多年平均大潮高潮線理論最低潮位5m一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景具備大規(guī)模發(fā)展海上風(fēng)電的資源條件

根據(jù)中國氣象局風(fēng)能資源詳查初步成果，我國5～25米水深線以內(nèi)近海區(qū)域、海平面以上50米高度風(fēng)電可裝機(jī)容量約2億千瓦。建設(shè)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足

我國在海上風(fēng)電場建設(shè)方面才剛剛起步，在風(fēng)資源評估、海上風(fēng)電場的設(shè)計(jì)理論和方法、海上風(fēng)電場的建設(shè)與運(yùn)行等方面的經(jīng)驗(yàn)還相對欠缺。7一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景具備大規(guī)模發(fā)展海上風(fēng)電一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景我國目前已建成的海上風(fēng)電總裝機(jī)為142MW。表1.1我國已建成海上風(fēng)電項(xiàng)目項(xiàng)目總裝機(jī)單機(jī)容量上海東海大橋海上風(fēng)電項(xiàng)目102MW34臺(tái)3MW江蘇如東潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場32MW6臺(tái)1.5MW；6臺(tái)2MW；2臺(tái)2.5MW；2臺(tái)3MW；渤海灣試驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組1.5MW1臺(tái)1.5MW江蘇響水試驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組6.5MW1臺(tái)2.5MW；2臺(tái)2MW；8一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景我國目前已建成的海上風(fēng)一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景

已開展前期工作和擬建的海上風(fēng)電項(xiàng)目約有24個(gè)，主要分布于江蘇、浙江、上海、山東、福建和廣東等地。表1.2我國部分在建和擬建的海上風(fēng)電項(xiàng)目項(xiàng)目總裝機(jī)單機(jī)容量江蘇如東海上潮間帶示范風(fēng)電場150MW58臺(tái)江蘇大豐潮間帶風(fēng)電示范項(xiàng)目300MW100臺(tái)3MW江蘇大豐海上風(fēng)電項(xiàng)目示范工程300MW

/江蘇響水近海風(fēng)電場201MW67臺(tái)3MW廣東湛江徐聞海上風(fēng)電項(xiàng)目48MW

/9一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景已開一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景電力市場條件好

東部沿海地區(qū)是國內(nèi)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)電力需求量大。風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)成熟

我國目前已基本掌握大型風(fēng)電機(jī)組的制造技術(shù)，能夠生產(chǎn)單機(jī)容量2MW以上適合海上風(fēng)能資源的風(fēng)電機(jī)組。國家政策扶持

“十二五”規(guī)劃，2015年中國海上風(fēng)電將達(dá)到500萬kW，2020年海上風(fēng)電將達(dá)到3000萬kW。10一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景電力市場條件好10一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景表1.3我國東南沿海省市的海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃地區(qū)規(guī)劃裝機(jī)容量/萬kW2015年2020年潮間帶近?？傆?jì)潮間帶近?？傆?jì)上海10607020135155江蘇260200460290655945浙江2013015050320370山東120180300120580700福建1030403080110合計(jì)1020228011一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景表1.3我一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)初步形成2008年以來陸續(xù)制定了海上風(fēng)電規(guī)劃、預(yù)可行性研究、可行性研究以及施工組織設(shè)計(jì)等階段的有關(guān)技術(shù)規(guī)定。2010年1月國家能源局和國家海洋局聯(lián)合發(fā)布了海上風(fēng)電建設(shè)管理暫行辦法，對海上風(fēng)電場工程項(xiàng)目規(guī)劃、前期工作、開發(fā)權(quán)、核準(zhǔn)等建設(shè)程序進(jìn)行了規(guī)范。初步形成我國完整的海上風(fēng)電前期工作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管理體系。12一、概況3、我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)初步形成12一、概況4、海上測風(fēng)任務(wù)的必要性及緊迫性必要性評估風(fēng)場風(fēng)力資源，遴選、確認(rèn)優(yōu)勢風(fēng)場的依據(jù)；機(jī)組選型、微觀選址、發(fā)電量評估的依據(jù)；減小投資風(fēng)險(xiǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益；配合后續(xù)電廠運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)測工作。13一、概況4、海上測風(fēng)任務(wù)的必要性及緊迫性必要性13一、概況4、海上測風(fēng)任務(wù)的必要性及緊迫性緊迫性未來幾年時(shí)間里，我國海上風(fēng)電將迎來一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期；目前我國已建成的海上測風(fēng)塔較少，海上風(fēng)能資源缺乏長期、準(zhǔn)確的實(shí)測資料；我國因?yàn)轱L(fēng)電的發(fā)展太快，基本沒有遵循擬選風(fēng)電場測風(fēng)時(shí)間必須滿一年的原則，目前氣象數(shù)據(jù)都是直接通過氣象局來采集的，這樣的數(shù)據(jù)精確度低，針對性差，缺乏科學(xué)性。14一、概況4、海上測風(fēng)任務(wù)的必要性及緊迫性緊迫性14一、概況5、海上測風(fēng)工作的主要內(nèi)容測風(fēng)塔選址、測風(fēng)方案設(shè)計(jì)；測風(fēng)塔通航安全評估專題報(bào)告編制、評審并取得主管海事局的批文；測風(fēng)塔海域使用論證及海洋環(huán)境影響評價(jià)專題報(bào)告（表）編制、評審并取得主管海洋局的批文；取得主管海事局關(guān)于水上水下施工作業(yè)許可證；海上測風(fēng)塔基礎(chǔ)及平臺(tái)設(shè)計(jì)、材料采購、制造、運(yùn)輸、施工、監(jiān)理、維修；塔架設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、安裝；15一、概況5、海上測風(fēng)工作的主要內(nèi)容測風(fēng)塔選址、測風(fēng)方案設(shè)計(jì)；一、概況5、海上測風(fēng)工作的主要內(nèi)容測風(fēng)儀器采購、檢驗(yàn)、安裝；測風(fēng)塔基礎(chǔ)及平臺(tái)、塔架、測風(fēng)設(shè)備的安裝施工進(jìn)度、質(zhì)量等監(jiān)控；負(fù)責(zé)測風(fēng)塔及相關(guān)設(shè)備兩年的運(yùn)行、維護(hù)；測風(fēng)塔航標(biāo)的設(shè)計(jì)、采購、安裝及兩年的運(yùn)行、維護(hù)；兩年測風(fēng)數(shù)據(jù)的采集與分析。編寫項(xiàng)目資源分析及規(guī)劃報(bào)告16一、概況5、海上測風(fēng)工作的主要內(nèi)容測風(fēng)儀器采購、檢驗(yàn)、安裝；一、概況6、海上測風(fēng)工程審批海域使用申請環(huán)境影響評價(jià)通航安全評估水上水下施工許可證項(xiàng)目前期工作承擔(dān)單位施工企業(yè)縣級海洋主管部門有審批權(quán)的地方海洋主管部門工程管轄區(qū)海事主管部門水上水下施工許可證17一、概況6、海上測風(fēng)工程審批海域使用申請環(huán)境影響評價(jià)通航安全二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型2、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型3、常用測風(fēng)塔類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)5、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)在國內(nèi)的推廣及應(yīng)用6、海上測風(fēng)塔費(fèi)用估算18二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型18二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型

常見的測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)形式有自立式和拉線式兩種。

拉線基礎(chǔ)數(shù)量多，施工工藝復(fù)雜，且對航道通行安全有一定的影響，通常不予以考慮。

自立式測風(fēng)塔的塔架形式可分為單根圓筒式、三角形桁架、四邊形桁架等。19二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型常見的二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型

單根圓筒式塔架結(jié)構(gòu)所需鋼管直徑大，有較大的迎風(fēng)面積和質(zhì)量，因此，所受的風(fēng)載荷和彎矩都比較大，需要進(jìn)行海上特有風(fēng)況的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。20二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型單根圓二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型

三角形桁架結(jié)構(gòu)形式較為穩(wěn)定，塔架受風(fēng)荷載作用較小，最為經(jīng)濟(jì)；21二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型三角形二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型

四邊形桁架結(jié)構(gòu)形式亦較為穩(wěn)定，一般情況下當(dāng)三角形桁架不能滿足受力及變形要求或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，塔架可選用四邊形桁架結(jié)構(gòu)形式。22二、海上測風(fēng)塔主要類型1、塔身結(jié)構(gòu)類型四邊形二、海上測風(fēng)塔主要類型2、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型

海上測風(fēng)塔基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式，有單立柱鋼管樁基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)、吸力桶式基礎(chǔ)、混凝土樁基承臺(tái)等。

一般采用樁基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)或二者結(jié)合形式3種，其中以樁基礎(chǔ)形式最為常見。23二、海上測風(fēng)塔主要類型2、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型海上測二、海上測風(fēng)塔主要類型2、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型

單立柱鋼樁結(jié)構(gòu)采用大直徑鋼樁，結(jié)構(gòu)形式簡單，國外應(yīng)用比較普遍；24二、海上測風(fēng)塔主要類型2、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型單立柱二、海上測風(fēng)塔主要類型2、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型

導(dǎo)管架基礎(chǔ)，基礎(chǔ)受力情況明確，抵抗極端工況的能力較強(qiáng)，但海上防腐要求較高。25二、海上測風(fēng)塔主要類型2、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型導(dǎo)管架二、海上測風(fēng)塔主要類型2、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型

混凝土樁基承臺(tái)一般采用PHC樁，沉樁方便，且造價(jià)比鋼材低，僅為鋼樁的1/3~2/3，有較好的貫入性能，打樁后現(xiàn)澆承臺(tái)。26二、海上測風(fēng)塔主要類型2、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型混凝土二、海上測風(fēng)塔主要類型3、常用測風(fēng)塔類型

目前，歐洲已安裝的海上測風(fēng)塔，大多都采用單樁基礎(chǔ)。根據(jù)已有國內(nèi)外的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，海上測風(fēng)塔一般采用的形式有：自立式單根圓筒結(jié)構(gòu)、自立式三角形桁架結(jié)構(gòu)、聲雷達(dá)（Lidar）測風(fēng)塔等；基礎(chǔ)采用較多的形式有：單立柱(單樁、三樁)、導(dǎo)管架等。27二、海上測風(fēng)塔主要類型3、常用測風(fēng)塔類型目前二、海上測風(fēng)塔主要類型3、常用測風(fēng)塔類型表2.1國內(nèi)外部分海上測風(fēng)塔案例國家德國德國德國美國荷蘭德國德國臺(tái)灣運(yùn)作時(shí)間2003.92007200820032004200620052006海面高度101m101m120m23m118m40-180m90m60m作業(yè)水深33.5m25m21.8m15.2m17m24m24m5m測風(fēng)塔形式四角圓管三角圓管三角圓管三角圓管三角圓管三角圓管四角圓管四角角鋼水下構(gòu)造四角套管單樁單樁三樁單樁單柱重力座單樁八樁重量650t434t320t--1500t380t225tLidar有無無有無無無無離岸距離45km31km45km3.2km-35km35km10km28二、海上測風(fēng)塔主要類型3、常用測風(fēng)塔類型表2.1二、海上測風(fēng)塔主要類型3、常用測風(fēng)塔類型

考慮到基礎(chǔ)的施工難度和成本，一般分析認(rèn)為自立式三角形桁架結(jié)構(gòu)塔架是海上測風(fēng)塔的首選。0~30m水深范圍內(nèi)，基礎(chǔ)采用單立柱單樁；0~10m水深范圍，基礎(chǔ)采用混凝土樁基承臺(tái)結(jié)構(gòu)比較合適。29二、海上測風(fēng)塔主要類型3、常用測風(fēng)塔類型考二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)

目前，全球海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)主要采用的是聲雷達(dá)和激光雷達(dá)技術(shù)，技術(shù)成熟并成功投放市場的產(chǎn)品有很多，其中最具代表性的為美國SECONDWIND生產(chǎn)的TRITION聲雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)和全球領(lǐng)先的可再生能源咨詢公司NaturalPower生產(chǎn)的ZephIR連續(xù)波激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)。30二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)TRITON聲雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)31二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)TRITON聲雷二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)TRITON聲雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)表2.3TRITON聲雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)基本參數(shù)測量高度30-200米測量精度>0.1m/s數(shù)據(jù)采集率（未經(jīng)過濾）>98%（200米內(nèi)任意高度）過濾數(shù)據(jù)采集率>95%（在數(shù)據(jù)質(zhì)量系數(shù)大于90%的情況下）過濾數(shù)據(jù)相關(guān)性相關(guān)系數(shù)>0.98數(shù)據(jù)上傳速率通過通訊鏈接，每十分鐘更新一次。自動(dòng)數(shù)據(jù)緩存及備份額定功耗7W（平均值）工作溫度–40°C至+65°C質(zhì)量350~450公斤，根據(jù)配置而定安裝時(shí)間運(yùn)抵現(xiàn)場后2小時(shí)內(nèi)即可安裝調(diào)試完畢32二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)TRITON聲雷二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)TRITON聲雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)

在過去四年里，TRITON聲雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)為全球30多個(gè)國家安裝并運(yùn)行時(shí)間共超過500萬小時(shí)。2010年9月14日，美國風(fēng)能協(xié)會(huì)在一次風(fēng)能評估研討會(huì)上公布了一項(xiàng)研究成果：總共11個(gè)風(fēng)資源評估機(jī)構(gòu)用30m和50m測風(fēng)塔數(shù)據(jù)，推算出的測風(fēng)塔80m高度的平均風(fēng)速比實(shí)際測得的風(fēng)速高出2%，最高誤差3.6%。而在所有高度，TRITON聲雷達(dá)和測風(fēng)塔測得的數(shù)據(jù)相差小于1%。33二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)TRITON聲雷二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)TRITON聲雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)34二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)TRITON聲雷二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)ZephIR連續(xù)波激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)35二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)ZephIR連續(xù)波二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)ZephIR連續(xù)波激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)表2.4ZephIR激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)基本參數(shù)測量高度10-200米，延伸高度300米測量時(shí)間1秒鐘測量一次，每次每個(gè)高度采樣50個(gè)離散點(diǎn)探測長度（有效采樣長度）在100米高度小于7.7米，在10米高度只有0.07米風(fēng)速精度＜0.5%風(fēng)速范圍＜1m/s至70m/s風(fēng)向精度＜0.5度溫度范圍–40℃至+50℃功耗69W質(zhì)量55kg安裝時(shí)間運(yùn)抵現(xiàn)場后2小時(shí)內(nèi)即可安裝調(diào)試完畢36二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)ZephIR連續(xù)波二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)ZephIR連續(xù)波激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)ZephIR是全球第一家專門為滿足風(fēng)電行業(yè)需求而設(shè)計(jì)的激光雷達(dá)。進(jìn)入市場運(yùn)營8年，商業(yè)運(yùn)營超過6年，安裝在歐美和亞太地區(qū)的500多套ZephIR連續(xù)波激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)，能在-40~50℃的極端環(huán)境下運(yùn)行，第一臺(tái)樣機(jī)安裝至今已有8年，仍在正常運(yùn)行。ZephIR激光雷達(dá)可以精確測量風(fēng)速（水平、垂直）、風(fēng)向、風(fēng)切變和紊流強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，并獨(dú)家擁有云霧回波信號(hào)自動(dòng)識(shí)別和過濾功能，在所測數(shù)據(jù)中會(huì)自動(dòng)將這部分?jǐn)?shù)據(jù)過濾出來剔除掉，保證所測環(huán)境風(fēng)資源的準(zhǔn)確性。37二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)ZephIR連續(xù)波二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)ZephIR連續(xù)波激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)2006年Naikun選擇了NaturalPower生產(chǎn)的ZephIR收集赫卡特海峽的海上風(fēng)力數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)均以實(shí)時(shí)傳輸?shù)男问絺魉徒o身處德國的風(fēng)力資源管理機(jī)構(gòu)英國維多利亞的海洋大氣管理機(jī)構(gòu)。收集到的數(shù)據(jù)用于優(yōu)化風(fēng)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)以及風(fēng)電場的布局安排。ZephIR激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)的可靠性和適用性，以及98%的數(shù)據(jù)可用率，使該項(xiàng)目取得了成功。有力的證明了ZephIR激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)以及實(shí)現(xiàn)陸地與海洋風(fēng)能的無障礙開發(fā)。38二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)ZephIR連續(xù)波二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)

與傳統(tǒng)的海上測風(fēng)塔比較，海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)越性：重量輕，設(shè)備重量僅為幾十到數(shù)百公斤；載荷小，因此基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可以大大簡化，節(jié)省費(fèi)用；不需要塔架，節(jié)省費(fèi)用，安裝較為簡單，無需動(dòng)用大型吊裝船舶；測風(fēng)數(shù)據(jù)在高度分布上連續(xù)，數(shù)據(jù)精度高，采集周期短；便于維護(hù)，可有效解決海上測風(fēng)塔的高空維護(hù)難題。39二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)表2.2海上激光雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)與傳輸自立式測風(fēng)系統(tǒng)對比表項(xiàng)目名稱激光雷達(dá)傳統(tǒng)自立式測風(fēng)塔（100m）測量高度40-300米高度任意12個(gè)不同高度10-100m高度，任意調(diào)整測量要素水平、垂直風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度、氣壓水平風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度、氣壓數(shù)據(jù)記錄方式每秒采集、每秒記錄，十分鐘平均每秒采集，十分鐘平均傳輸方式3G或GPRSGPRS郵件在線監(jiān)測可以不可以設(shè)備壽命15年或更長，激光頭為5年，雨刷為2年風(fēng)速儀為2年，主機(jī)為不低于10年維護(hù)方式維護(hù)簡單、便捷專業(yè)登高作業(yè)人員設(shè)備安全性裝有GPS全球定位與其它鎖頭項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)580萬1000萬以上（EPC）項(xiàng)目總工期45天60-90天海上作業(yè)時(shí)間8.5天45天可施工時(shí)間1~12月5-9月底回收與利用樁體與設(shè)備可重復(fù)多次使用除設(shè)備外、塔架，基礎(chǔ)為一次性投入使用拆除費(fèi)用預(yù)算約120萬約1500萬移裝費(fèi)用預(yù)算約150萬（不超過30海里）具有不可操作性樁體使用壽命一般為25年一般為20年40二、海上測風(fēng)塔主要類型4、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)表2.2二、海上測風(fēng)塔主要類型5、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)在國內(nèi)的推廣及應(yīng)用2012年3月，峰能公司受香港電燈有限公司（港燈）的委托，在其位于南丫島外的一處海上風(fēng)電場部署了亞洲首臺(tái)激光雷達(dá)測風(fēng)設(shè)備，用以獲取海上風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目標(biāo)志著激光雷達(dá)首次在亞洲海上風(fēng)電場使用，同時(shí)也是ORQA（海上風(fēng)險(xiǎn)量化分析）在亞洲的首次應(yīng)用。ORQA是最先進(jìn)的遙感技術(shù)數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺(tái)，專為捕捉海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)所需的氣象、環(huán)境、海浪和潮汐等數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)。41二、海上測風(fēng)塔主要類型5、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)在國內(nèi)的推廣及應(yīng)用二、海上測風(fēng)塔主要類型5、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)在國內(nèi)的推廣及應(yīng)用ORQA平臺(tái)的構(gòu)成包括了基于第二代激光雷達(dá)技術(shù)的測風(fēng)設(shè)備Galion，Galion具有獨(dú)一無二的全天候掃描能力和長達(dá)4千米的掃描范圍，能夠捕捉到傳統(tǒng)設(shè)備所不能獲取的數(shù)據(jù)，如風(fēng)資源的垂直剖面圖，并能迅速捕捉到多個(gè)風(fēng)機(jī)位置輪轂高度處的風(fēng)速。42二、海上測風(fēng)塔主要類型5、海上測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)在國內(nèi)的推廣及應(yīng)用二、海上測風(fēng)塔主要類型6、海上測風(fēng)塔費(fèi)用估算表2.5幾種不同類型海上測風(fēng)塔的費(fèi)用估算（萬元）項(xiàng)目名稱單立柱鋼管樁型測風(fēng)塔混凝土樁承臺(tái)測風(fēng)塔單樁雷達(dá)測風(fēng)塔前期設(shè)計(jì)費(fèi)用252525基礎(chǔ)費(fèi)用1508591塔架制作808037（過渡段制作）海上吊裝320250240地勘費(fèi)用505050設(shè)備費(fèi)用120120150項(xiàng)目管理費(fèi)用505050其他費(fèi)用505050合計(jì)84571069343二、海上測風(fēng)塔主要類型6、海上測風(fēng)塔費(fèi)用估算表2.5三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配置及安裝44三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局44三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局選址

由于近海海面一般比較開闊，地勢平坦，少有障礙物阻擋，具備風(fēng)資源代表性的測風(fēng)塔可安裝位置較多，此時(shí)，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件，將測風(fēng)塔布置在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用較少的位置，且應(yīng)盡量避開航道；若測風(fēng)塔安裝點(diǎn)附近有海島或其他海上建筑物、構(gòu)筑物，安裝點(diǎn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離障礙物，或者測風(fēng)點(diǎn)距離障礙物的距離大于10倍障礙物的高度。測風(fēng)塔的具體布置應(yīng)依據(jù)風(fēng)電場地形復(fù)雜程度而定。45三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局選址三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局布局一個(gè)風(fēng)電場的建設(shè)通常配有一臺(tái)主測風(fēng)塔（PM）和幾個(gè)輔助測風(fēng)塔（SEM）。測風(fēng)塔之間的距離不要超過7km。主測風(fēng)塔的位置一定要安裝在預(yù)測的所建風(fēng)電場邊界范圍的0.5海里以內(nèi)。主測風(fēng)塔的位置要是在場址的盛行風(fēng)向，對相關(guān)的障礙物也要做適度的分析。46三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局布局一個(gè)風(fēng)電場的建三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局布局若無障礙物阻擋，主測風(fēng)塔可安裝在場址中央有代表性的位置，在主測風(fēng)塔周圍再設(shè)立2~4座與基本測風(fēng)塔同高度或略低于基本測風(fēng)塔高度的測風(fēng)塔?？紤]到測浪儀的安裝，測風(fēng)塔最好定位于風(fēng)電場海水最深處的0.5海里之內(nèi)。47三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局布局若無障礙物阻擋三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局布局＞0.5海里PMSEMSEMSEM≤7海里48三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局布局＞0.5海里P三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局布局

由于海上測風(fēng)塔成本高，為了減少風(fēng)險(xiǎn)，可以在項(xiàng)目初期安裝浮標(biāo)測風(fēng)設(shè)備，待項(xiàng)目成熟后安裝測風(fēng)塔，通過浮標(biāo)所測的長期數(shù)據(jù)與測風(fēng)塔所測的短期數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性分析，可以大大減少風(fēng)能資源評估的不確定性。49三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)1、海上測風(fēng)塔選址及布局布局三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)

海上測風(fēng)塔使用年限一般為3~5年，高度一般在100m左右，建造位置一般在近海海岸。測風(fēng)塔的主要部分包括下部基礎(chǔ)、測風(fēng)塔上部結(jié)構(gòu)和固定測風(fēng)儀的測風(fēng)懸臂組成，附屬部分包括避雷針、航空障礙燈、警示牌和爬梯等。

目前國內(nèi)尚無海上測風(fēng)塔基礎(chǔ)方面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和手段可供設(shè)計(jì)參考。進(jìn)行海上測風(fēng)塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，主要根據(jù)測風(fēng)塔的使用功能及設(shè)計(jì)年限，并參考國內(nèi)類似工程的相關(guān)規(guī)程規(guī)范，合理確定測風(fēng)塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)50三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)海上測風(fēng)塔使用年限一般為3三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)

一般海上測風(fēng)塔建置的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題有：臺(tái)風(fēng)地震：海峽區(qū)域的地理、氣象特性所造成的極端負(fù)荷與匹配強(qiáng)度。

海床：地質(zhì)松軟惡劣需有植樁強(qiáng)度、型式考慮。涌浪：最大浪高與周期。漂砂：避免地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)域。上下船塔：塔架上工作所需泊船定位與人員安全設(shè)施。腐蝕：塔架結(jié)構(gòu)的浸海、鹽害與潮間帶等防蝕。工作電源：太陽光電、風(fēng)電、蓄電池等測具動(dòng)力的提供。運(yùn)補(bǔ)維修：包括空中、海上、甲板面與塔頂?shù)倪\(yùn)補(bǔ)維修。51三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)一般海上測風(fēng)塔建置的設(shè)計(jì)三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程地質(zhì)條件海上測風(fēng)塔需增強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)。在砂土地區(qū)，還需考慮是否存在砂土液化的可能性。地震52三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程地質(zhì)條件三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程地質(zhì)條件

海岸類型主要有：生物海岸、基巖海岸、平原海岸（三角洲海岸、淤泥質(zhì)海岸和沙礫質(zhì)海岸）。地層巖性53三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程地質(zhì)條件三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程地質(zhì)條件

三角洲海岸和淤泥質(zhì)海岸，地層由上而下，一般為淤泥質(zhì)土層、粘土層、粉砂層。各層厚度不均，分布不連續(xù)，增加了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的成本。地層巖性54三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程地質(zhì)條件三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程地質(zhì)條件

沙礫質(zhì)海岸，岸灘組成物質(zhì)以砂、礫為主，基礎(chǔ)地質(zhì)條件相對較好。地層巖性55三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程地質(zhì)條件三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)海洋水文條件

海水中含有大量的鹽類物質(zhì)，加上海洋生物的附著，以及海水污染等因素，對鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有一定的腐蝕性。海水的腐蝕性56三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)海洋水文條件三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)海洋水文條件

海流、潮汐、海浪的動(dòng)能會(huì)對基礎(chǔ)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。海流、潮汐、海浪表3.1部分海域?qū)崪y海洋水文條件項(xiàng)目渤海海域某項(xiàng)目黃海北部海域某項(xiàng)目波浪海域以風(fēng)浪為主，涌浪為輔。其中風(fēng)浪出現(xiàn)頻率為80%以上。常浪向S向，出現(xiàn)頻率為10.87%，次常浪向SW向，出現(xiàn)頻率為7.48%。強(qiáng)浪向NNE，次強(qiáng)浪向NE，全年平均浪高1.1m，測得最大浪高4.6m。潮汐平均潮位：1.77m；最高潮位：3.38m；最低潮位：0.14m；潮汐型態(tài)系數(shù)為0.77，潮汐強(qiáng)度中等。潮差大，流速小。平均高潮位4.92m，平均低潮位1.02m，平均潮差3.80m。海流潮流性質(zhì)為不規(guī)則半日潮流，運(yùn)動(dòng)形式基本呈往復(fù)流。以潮流為主，余流較小。57三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)海洋水文條件三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)海洋水文條件

每年冬天，受到來自西伯利亞的潮寒侵襲，我國的渤海和黃海北部以及山東半島南部沿海的膠州灣和乳山灣都有不同程度的結(jié)冰現(xiàn)象，會(huì)嚴(yán)重影響了海面建筑物、構(gòu)筑物的安全。海冰58三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)海洋水文條件三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)海洋水文條件2010年黃海渤海的海面塔冰厚度達(dá)到了27cm，形成了冰災(zāi)。海域結(jié)冰面積達(dá)3.6萬km2，渤海多處燈塔、航標(biāo)燈損壞，數(shù)百艘漁船受損。海冰59三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)海洋水文條件三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)

海上測風(fēng)塔根據(jù)其暴露條件可分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)和海泥區(qū)等腐蝕區(qū)帶，其中浪濺區(qū)和潮差區(qū)腐蝕最嚴(yán)重，其次是海泥交界處下方區(qū)域。不同的環(huán)境條件和暴露條件有不同的腐蝕規(guī)律，一般情況下應(yīng)采取相應(yīng)的防腐、保護(hù)技術(shù)措施。常用的防腐方法有熱浸鋅法、熱噴鋁（鋅）復(fù)合涂層法、涂層法和陰極保護(hù)法。鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)60三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)

根據(jù)海水鹽度，參照《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000），對基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐蝕設(shè)計(jì)。一般采取的防腐措施有：增加保護(hù)層厚度、提高混凝土強(qiáng)度等級、控制水灰比、基礎(chǔ)外圍防腐涂層、鋼筋阻銹劑等。鋼筋混凝土防腐設(shè)計(jì)61三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)荷載類型

海上測風(fēng)塔除承受結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備自重、風(fēng)荷載（要考慮臺(tái)風(fēng)的影響）、地震作用、溫度荷載、覆冰荷載、安裝檢修荷載外，由于其所處的海洋環(huán)境，還要承受波浪荷載、潮汐荷載、洋流荷載和船舶撞擊荷載。

各工況均考慮相應(yīng)的風(fēng)、浪、流荷載作用，并在運(yùn)行工況下考慮船舶撞擊力作用。風(fēng)、浪、流等荷載考慮2種不同的作用方向：（a）垂直與塔架某一側(cè)面；（b）與塔架某一側(cè)面成45°夾角。62三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)荷載類型三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔身設(shè)計(jì)要素主體結(jié)構(gòu)：在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，宜選用較小根開值。截面形式：采用鋼管截面比角鋼截面合適。橫桿間距：應(yīng)保證塔柱強(qiáng)度承載力和穩(wěn)定承載力相當(dāng)。斜桿形式：采用十字斜桿或人字斜桿較為合適。測風(fēng)懸臂：根部采用鋼管塔架，以保證結(jié)構(gòu)安全，端部采用單鋼管懸臂，將結(jié)構(gòu)對風(fēng)的干擾降至最小。設(shè)計(jì)年限：小于5年。63三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔身設(shè)計(jì)要素主體結(jié)構(gòu)三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔身設(shè)計(jì)要素風(fēng)荷載特點(diǎn)：擋風(fēng)系數(shù)應(yīng)分段考慮，計(jì)算風(fēng)振系數(shù)時(shí)需要用到振型系數(shù)，應(yīng)考慮多個(gè)風(fēng)向。64三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔身設(shè)計(jì)要素風(fēng)荷載特三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔身設(shè)計(jì)要素除了要考慮一般風(fēng)載荷之外，還應(yīng)考慮臺(tái)風(fēng)的威脅。2011年8月，在蔣家沙海域，龍?jiān)达L(fēng)電海上測風(fēng)塔因遭遇超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“梅花”而倒塌，嚴(yán)重影響“兩沙”海域生產(chǎn)和過往船只的安全。65三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔身設(shè)計(jì)要素除了要考三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和承臺(tái)的連接表3-3不同連接形式的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性連接形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)焊接構(gòu)造簡單、節(jié)約鋼材、加工方便易產(chǎn)生變形和內(nèi)應(yīng)力、海上焊接施工難度大、成本高、工藝復(fù)雜、施工質(zhì)量可靠性差、質(zhì)量檢測手段復(fù)雜等螺栓連接變形較小、安裝簡單、操作方便構(gòu)件安裝精度要求高，難以保證；施工難度大、施工成本高灌漿連接結(jié)合部平整嚴(yán)密、全斷面有效連接；對鋼結(jié)構(gòu)不施加外力和熱量；易于吸收構(gòu)件制造誤差和安裝偏差灌漿開始前要對鋼樁做專門的處理；灌漿的不連續(xù)等因素會(huì)影響灌漿的效果；灌漿過程中要求對灌漿進(jìn)行質(zhì)量控制66三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和承臺(tái)的連接表3三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和承臺(tái)的連接

國內(nèi)焊接和螺栓連接的技術(shù)已經(jīng)非常成熟。但是灌漿連接技術(shù)在響水海上測風(fēng)塔的建設(shè)中才首次得到應(yīng)用。據(jù)相關(guān)資料，響水風(fēng)電場海上測風(fēng)塔經(jīng)受住了多次大于13m/s海風(fēng)、瞬間風(fēng)速達(dá)29.2m/s的考驗(yàn)。67三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和承臺(tái)的連接三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電能供給：太陽能電池板工作平臺(tái)：作業(yè)平臺(tái)、爬梯、護(hù)舷（海冰高度及海冰撞擊）泊船位：避免船只與測風(fēng)塔基礎(chǔ)發(fā)生碰撞作業(yè)運(yùn)補(bǔ)相關(guān)設(shè)施68三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電能供給三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)警示漆交通燈防霧燈高空警示燈航行警示測風(fēng)塔需要配備標(biāo)準(zhǔn)的避雷裝置，安裝有獨(dú)立引下線的防雷擊接地裝置和避雷針；接地電阻應(yīng)小于4Ω，若接地確有困難，可適當(dāng)放寬；對于多雷暴地區(qū)，測風(fēng)塔的接地電阻應(yīng)引起高度重視。防雷擊69三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)2、海上測風(fēng)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)警示漆航三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝

隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量越來越大，其輪轂高度也越來越高，要求測風(fēng)塔的高度也越來越高，造成測風(fēng)塔的儀器安裝、檢修和維護(hù)越來越困難?？紤]到海上測風(fēng)環(huán)境惡劣，受臺(tái)風(fēng)襲擊較多,測風(fēng)塔維修不方便,而測風(fēng)數(shù)據(jù)完整率要求高,維護(hù)困難的特點(diǎn)，一般采取在測風(fēng)塔的最高處應(yīng)安裝2套測風(fēng)儀，對測風(fēng)儀器設(shè)立雙備份系統(tǒng)的措施。70三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備布置應(yīng)至少布置不少于3層的風(fēng)速觀測，分別為10m高度、輪轂中心高度、10m的整數(shù)倍高度；還應(yīng)布置2～3層風(fēng)向觀測，一般布置在測風(fēng)塔的10m高度、中部和頂層高度；是否需要布置溫度、氣壓、濕度等氣象要素觀測應(yīng)以滿足今后風(fēng)電場風(fēng)能資源評估和設(shè)計(jì)的有關(guān)要求為原則。一般安裝在10m高度處。對于評估和設(shè)計(jì)有其他要求的，則按照要求，在不同高度增加或減少風(fēng)速儀和風(fēng)向儀。71三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備布置應(yīng)至三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)表3-4一般測風(fēng)儀器設(shè)備技術(shù)要求一覽表設(shè)備采樣間隔計(jì)算和記錄內(nèi)容測量范圍精度風(fēng)速儀＜3s每10min的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差以及每10s內(nèi)的最大風(fēng)速及其對應(yīng)的時(shí)間和方向（m/s）0～60m/s±0.5m/s風(fēng)向儀＜3s每10min的風(fēng)向值（°）0～360°±2.5°溫度計(jì)10min每10min溫度值（℃）-40～+50℃±1℃氣壓計(jì)10min每10min的氣壓值（kPa或hPa）60～108kPa±3%濕度計(jì)10min每10min的相對濕度值（%）0～100%±1%數(shù)據(jù)記錄儀數(shù)據(jù)采集器應(yīng)具有《風(fēng)電場風(fēng)能資源測量和評價(jià)技術(shù)規(guī)定》中規(guī)定的測量參數(shù)的采集、計(jì)算和記錄的功能，同時(shí)具有在現(xiàn)場和室內(nèi)下載數(shù)據(jù)的功能，能完整地保存不少于3個(gè)月采集的數(shù)據(jù)量。72三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)

全球測風(fēng)設(shè)備的生產(chǎn)廠家有很多，目前，國內(nèi)測風(fēng)設(shè)備主要為美國NRG公司的Symphonie型測風(fēng)儀。73三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)測量范圍：1m/s到96m/s(最高記錄值)精確度：在5m/s至25m/s內(nèi)＜0.1m/s開始轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)速：0.78m/s(1.75miles/hour)環(huán)境溫度范圍：-55℃至60℃，0至100%RHNRG#40風(fēng)速傳感器74三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)測量范圍：0～360°精確度：1°；電位計(jì)線性＜1%死區(qū)：最大8°，典型4°啟動(dòng)風(fēng)速：1m/s環(huán)境溫度范圍：-55℃~60℃，0~100%RHNRG#200P風(fēng)向傳感器75三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)測量范圍：-40℃到+52.5℃精度：±1.11℃環(huán)境濕度范圍：0~100%RHNRG#110S溫度傳感器76三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)測量范圍：15到115kPa精度：±1.5kPa安裝：直接安裝在塔上或者用綁帶固定在鐵箱內(nèi)。NRGBP20氣壓傳感器77三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)測量范圍：0-95%RH精度：±5%RH環(huán)境溫度范圍：-40℃到+54℃NRG濕度傳感器78三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)數(shù)字輸入(9通道)：

6個(gè)用于風(fēng)速計(jì)輸入；

3個(gè)可設(shè)定輸入可接附加風(fēng)速計(jì)或雨量計(jì)；模擬輸入(6通道)：

2個(gè)風(fēng)向標(biāo)輸入接口；

4個(gè)可設(shè)定模擬輸入用于附加風(fēng)向標(biāo)、溫度、日射強(qiáng)度、氣壓及相對濕度等接入；NRG15通道SymphoniePLUS記錄儀79三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)數(shù)據(jù)取樣：

2秒鐘取樣時(shí)間間隔；

10分鐘固定記錄時(shí)間間隔；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：

按10分鐘間隔存儲(chǔ)每個(gè)通道平均值、標(biāo)差、最大最小值及時(shí)間標(biāo)識(shí)；

數(shù)據(jù)存入內(nèi)部穩(wěn)定內(nèi)存并每一小時(shí)向不可擦除內(nèi)存卡寫入一次數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)卡有680天存儲(chǔ)容量。NRG15通道SymphoniePLUS記錄儀80三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)環(huán)境：

工作溫度：-40~65℃；

工作濕度：0-100%RH無補(bǔ)償；精確度：

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)平均值：測量精度為0.5Hz，存儲(chǔ)分辨率為0.1%；

模擬數(shù)據(jù)平均值：測量精度為全部測量值的0.1%；存儲(chǔ)精度為存儲(chǔ)值的0.1%；

標(biāo)準(zhǔn)偏差：存儲(chǔ)精度為4％；最小/最大值：存儲(chǔ)精度為0.3%。NRG15通道SymphoniePLUS記錄儀81三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參表3-5部分型號(hào)測風(fēng)儀器設(shè)備技術(shù)參數(shù)對比表名稱型號(hào)測量范圍精度環(huán)境溫度分辨率風(fēng)速傳感器Thies0.3~75m/s0.3~50m/s，平均值<1%或者<0.2m/s；

50~75m/s，平均值<6%-50℃~80℃0.05m/sVectorA100LK0.2~75m/s2%(0.1m/s~10m/s)1%（10m/s~55m/s）

2%(55m/s以上)-30℃~70℃0.05m/sSECONDWINDC3C0~60m/s±0.02%-55℃~60℃0.1m/sNRG#401~96m/s＜0.1m/s（5m/s-25m/s）-55℃~60℃/風(fēng)向傳感器Thies0~360°<1.5°-50℃~80℃1°Vector200P0~360°±2°-50℃~70℃/SECONDWINDPV10~360°±0.02%-55℃~60℃1°NRG#200P0~360°<1%-55℃~60℃1°數(shù)據(jù)記錄儀型號(hào)采樣時(shí)間記錄范圍采樣精度記錄時(shí)段NOMAD1秒鐘采樣一次平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值、總值等0.02%1分鐘、10分鐘、1小時(shí)NRGSymphoniePLUS2秒平均值、標(biāo)差、最大最小值及時(shí)間標(biāo)識(shí)0.10%10分鐘82表3-5部分型號(hào)測風(fēng)儀器設(shè)備技術(shù)參數(shù)對比表名稱型號(hào)測三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參數(shù)檢測功能：水流速度（垂直及水平）和方向；水面水流速度和方向；水溫；潮水位；海浪信息；水質(zhì)數(shù)據(jù)（導(dǎo)電率、濁度、含氧量）利用水底電纜供電可選深度300m、2000m和6000m最多同時(shí)測量150層的流速、流向RDCP600多普勒海流剖面儀83三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備類型及參三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求

風(fēng)速、風(fēng)向傳感器應(yīng)固定在由測風(fēng)塔塔身水平伸出的牢固橫梁上，迎主風(fēng)向安裝（橫梁與主風(fēng)向成90°），并進(jìn)行水平矯正。應(yīng)有一處迎主風(fēng)向?qū)ΨQ安裝兩套風(fēng)速、風(fēng)向傳感器。為減小測風(fēng)塔的“塔影效應(yīng)”對傳感器的影響，傳感器應(yīng)與塔體保持一定的距離。風(fēng)速、風(fēng)向傳感器安裝84三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求

桁架式結(jié)構(gòu)測風(fēng)塔：傳感器與塔體的距離為塔架平面尺寸的3倍以上。一般，橫向支桿長度為風(fēng)桿截面直徑的5倍，立向支桿長度為橫向支桿截面直徑的15~25倍，且測風(fēng)儀之間應(yīng)有至少1.5m的距離。風(fēng)速、風(fēng)向傳感器安裝主導(dǎo)風(fēng)向85三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求

圓管型結(jié)構(gòu)測風(fēng)塔：傳感器與塔體的距離為塔架直徑的6倍以上。一般，橫向支桿長度為風(fēng)桿截面直徑的7倍，立向支桿長度為橫向支桿截面直徑的15~25倍，且測風(fēng)儀之間應(yīng)有至少1.5m的距離。風(fēng)速、風(fēng)向傳感器安裝主導(dǎo)風(fēng)向86三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求

安裝風(fēng)速傳感器的支架與測風(fēng)區(qū)主風(fēng)方向的夾角控制在30～90°。風(fēng)向標(biāo)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)卮牌切拚?，按?shí)際“北”方向進(jìn)行定向安裝。風(fēng)向標(biāo)死區(qū)的位置不能直對盛行風(fēng)向。死區(qū)的方向至少偏離主風(fēng)向90°，最好在基本方位上。死區(qū)的方向必須明確并在數(shù)據(jù)采集器或分析軟件中記錄，以修正風(fēng)向。風(fēng)速、風(fēng)向傳感器安裝87三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求

數(shù)據(jù)采集器應(yīng)放置在安裝盒中，安裝盒應(yīng)固定在測風(fēng)塔上的適當(dāng)位置（一般選在測風(fēng)塔8～10m高度的位置），或者安裝在現(xiàn)場的臨時(shí)建筑物內(nèi)；安裝盒應(yīng)具備防水、防凍、防腐蝕和防沙塵等特性。

溫度計(jì)、氣壓計(jì)、濕度計(jì)一般安裝在測風(fēng)塔5～10m高度的位置或現(xiàn)場臨時(shí)氣象觀測裝置內(nèi)。數(shù)據(jù)采集器及其他設(shè)備安裝88三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)塔設(shè)備安裝要求三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)數(shù)據(jù)收集、整理要求測風(fēng)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足準(zhǔn)確性、完整性和連續(xù)性的要求至少收集1年，數(shù)據(jù)完整率＞98%，有效完整率＞90%數(shù)據(jù)采集器的芯片或存儲(chǔ)器脫離現(xiàn)場不得超過1h采集數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔最長不宜超過1個(gè)月正本保存原始數(shù)據(jù)資料，用復(fù)制件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和整理每次現(xiàn)場收集數(shù)據(jù)或設(shè)備檢修時(shí)，均應(yīng)作詳細(xì)記錄，對設(shè)備問題應(yīng)進(jìn)行分析，提出解決的辦法，并及時(shí)檢修測風(fēng)數(shù)據(jù)收集89三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)數(shù)據(jù)收集、整理三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)數(shù)據(jù)收集、整理要求

進(jìn)行測量數(shù)據(jù)整理時(shí)，原則上不對現(xiàn)場收集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行任何刪改或增減，同時(shí)應(yīng)及時(shí)對從現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制和整理，并對原始數(shù)據(jù)合理性進(jìn)行初步判斷。

在數(shù)據(jù)整理過程中，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)缺漏和失真時(shí)，應(yīng)立即與現(xiàn)場測風(fēng)人員聯(lián)系，認(rèn)真檢查測風(fēng)設(shè)備，及時(shí)進(jìn)行設(shè)備檢修或更換。對缺漏和失真數(shù)據(jù)應(yīng)說明原因。測風(fēng)數(shù)據(jù)整理90三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)數(shù)據(jù)收集、整理三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)數(shù)據(jù)收集、整理要求測風(fēng)數(shù)據(jù)整理表3-6測風(fēng)數(shù)據(jù)合理范圍主要參數(shù)合理范圍平均風(fēng)速0m/s≤小時(shí)平均風(fēng)速＜40m/s風(fēng)向0°≤小時(shí)平均值＜360°平均氣壓（海平面）94kPa≤小時(shí)平均值＜106kPa表3-7測風(fēng)數(shù)據(jù)相關(guān)性合理范圍主要參數(shù)合理范圍50m/30m高度小時(shí)平均風(fēng)速差值＜2.0m/s50m/10m高度小時(shí)平均風(fēng)速差值＜4.0m/s50m/30m高度風(fēng)向差值＜22.5°91三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)數(shù)據(jù)收集、整理三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)數(shù)據(jù)收集、整理要求測風(fēng)數(shù)據(jù)整理表3-8測風(fēng)數(shù)據(jù)變化趨勢合理范圍主要參數(shù)合理范圍1h平均風(fēng)速變化＜6m/s1h平均氣溫變化＜5℃3h平均氣壓變化＜1kPa92三、海上測風(fēng)塔設(shè)計(jì)3、測風(fēng)塔設(shè)備配備及安裝測風(fēng)數(shù)據(jù)收集、整理四、海上測風(fēng)塔建設(shè)1、施工前期準(zhǔn)備工作2、海上測風(fēng)塔施工3、建設(shè)海上測風(fēng)塔應(yīng)注意的問題93四、海上測風(fēng)塔建設(shè)1、施工前期準(zhǔn)備工作93四、海上測風(fēng)塔建設(shè)1、施工前期準(zhǔn)備工作（1）海上風(fēng)電場項(xiàng)目選址報(bào)告編制完成，初步擬定具有開發(fā)潛力的近海風(fēng)電場址范圍，并繪制規(guī)劃風(fēng)電場的地理位置圖，初步了解場址范圍的氣象、水文和地質(zhì)概況。（2）海上風(fēng)電場測風(fēng)塔建設(shè)方案編制完成，按照國家、行業(yè)相關(guān)規(guī)范要求合理規(guī)劃海上風(fēng)電場址范圍內(nèi)的測風(fēng)塔數(shù)量、分布和型式。（3）已獲取地方政府、海洋、海事、部隊(duì)（特別是海軍）等相關(guān)部門支持。94四、海上測風(fēng)塔建設(shè)1、施工前期準(zhǔn)備工作（1）海上風(fēng)電場項(xiàng)目選四、海上測風(fēng)塔建設(shè)1、施工前期準(zhǔn)備工作（4）海上風(fēng)電場測風(fēng)塔建設(shè)場址的地質(zhì)勘探工作已完成，并完成了相應(yīng)地質(zhì)勘察報(bào)告的編寫。（5）設(shè)計(jì)院已經(jīng)根據(jù)場址地質(zhì)勘探所揭示的場址地質(zhì)條件完成測風(fēng)塔的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)及其他技術(shù)服務(wù)工作并提出測風(fēng)塔建設(shè)技術(shù)規(guī)范要求。