GBT 41340.2-2022 海洋能電站發(fā)電量計(jì)算技術(shù)規(guī)范 第2部分:波浪能.pdf

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  • 為波浪模式的建模及檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果,應(yīng)按GB/T34910.3的規(guī)定進(jìn)行波浪觀測。一級機(jī)組陣列規(guī) 模電站波浪觀測站宜不少于2個(gè),二級機(jī)組陣列規(guī)模電站波浪觀測站宜不少于5個(gè),三級機(jī)組陣列規(guī)模 電站波浪觀測站宜不少于波浪發(fā)電機(jī)組數(shù)量的1/5。在海底地形復(fù)雜波浪特性有明顯變化的海域,可 適當(dāng)增加觀測站位

    宜選取中尺度大氣模式,可采取多種模式嵌套使用。選用的大氣模式應(yīng)考慮積云、長波輻射、短波

    GB/T41340.22022

    輻射等物理過程和邊界層的影響,可同化觀測資料改善模式運(yùn)行所需的初始場和邊界條件。

    紙箱包裝標(biāo)準(zhǔn)8.1.2方案比選和優(yōu)化

    進(jìn)行關(guān)鍵物理過程參數(shù)化方案的比選和優(yōu)化試驗(yàn),最終確定適用于波浪能電站及其周邊海域的 方案

    應(yīng)采用多源觀測資料對模擬結(jié)果檢驗(yàn)和評估。檢驗(yàn)應(yīng)包括但不限于強(qiáng)冷空氣和臺風(fēng)等典型大氣系 統(tǒng)過程的檢驗(yàn),以及一般狀態(tài)下的檢驗(yàn)。風(fēng)速宜進(jìn)行平均絕對誤差、均方根誤差和平均誤差檢驗(yàn),見公 式(1)~公式(3);風(fēng)向宜進(jìn)行平均絕對誤差檢驗(yàn),見公式(4)。 平均絕對誤差按公式(1)計(jì)算

    PMAE 參數(shù)力的平均絕對誤差; 參數(shù)力的觀測、模擬數(shù)目: PM 參數(shù)力的第i個(gè)模擬值; Po, 一參數(shù)力的第i個(gè)觀測值。 注:參數(shù)PE[風(fēng)速,有效波高,能量周期, 均方根誤差按公式(2)計(jì)算:

    PMAE 參數(shù)p的平均絕對誤差; N 參數(shù)力的觀測、模擬數(shù)目; PM; 一 參數(shù)力的第i個(gè)模擬值; Po, 一參數(shù)力的第i個(gè)觀測值。 注:參數(shù)βE[風(fēng)速,有效波高,能量周期,波浪能流密度]。 均方根誤差按公式(2)計(jì)算:

    式中: RMSE 一參數(shù)力的均方根誤差, 平均誤差按公式(3)計(jì)算:

    PM——參數(shù)p的平均誤差。 方向平均絕對誤差按公式(4)計(jì)算:

    OMAE——參數(shù)θ的平均絕對誤差 ——參數(shù)θ的第i個(gè)模擬值: 9。 一參數(shù)θ的第i個(gè)觀測值。 注:參數(shù)E[風(fēng)向,波向]。

    PME = .....*(3

    輸出要素為風(fēng)速、風(fēng)向;海拔高度應(yīng)滿足波浪模型要求;時(shí)間長度不少于10年;空間分辨率不低于 10km×10km;時(shí)間分辨率不低于1h

    8.3.2方索比選和優(yōu)化

    分別選取強(qiáng)冷空氣和臺風(fēng)等典型天氣系統(tǒng),進(jìn)行關(guān)鍵物理過程參數(shù)化方案比選試驗(yàn),進(jìn)行初始 邊界條件的敏感性試驗(yàn),最終建立適合于波浪能電站及其周邊海域的方案。

    應(yīng)采用多源觀測資料對模擬結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和評估。檢驗(yàn)應(yīng)包括但不限于強(qiáng)冷空氣、臺風(fēng)等典型 統(tǒng)過程,以及一般狀態(tài)下的檢驗(yàn);诙嘣从^測資料對模擬有效波高、能量周期和波浪能流密度 均絕對誤差、均方根誤差和平均誤差檢驗(yàn),見公式(1)~公式(3)。對模擬的波向進(jìn)行平均絕對誤 ,見公式(4)

    輸出要素為有效波高、能量周期、波向和波浪能流密度;時(shí)間長度不少于10年;最高空間分辨率 50m;時(shí)間分辨率不低于1h

    微觀選址應(yīng)遵循下列原則: a) 綜合海洋功能區(qū)劃、環(huán)保、地形和地質(zhì)等,避免無效機(jī)位; b) 充分考慮電站站址內(nèi)盛行波向、有效波高、能量周期等波況條件; ) 考慮極端天氣和海況對機(jī)組的影響; d) 根據(jù)波浪能資源分布情況和具體地形,進(jìn)行機(jī)組選型; e) 綜合單機(jī)發(fā)電量和機(jī)組陣列間的相互影響,擬定若干個(gè)波浪機(jī)組陣列布置方案,進(jìn)行多方案比 選優(yōu)化; f) 在綜合考慮投資、建設(shè)安裝難度等問題并確保發(fā)電量的前提下,集中機(jī)位以提高波浪電站的綜 合效益。

    10.1發(fā)電量計(jì)算參數(shù)

    發(fā)電量計(jì)算參數(shù)宜包括波浪能流密度、有效波高、能量周期、能量矩陣、捕能長度矩陣、理論年發(fā)電 量和年上網(wǎng)電量

    10.2波浪能流密度計(jì)算

    波浪能流密度按公式(5)計(jì)算:

    GB/T41340.22022

    P=pg ZcmS(f.)

    式中: 波浪能流密度,單位為瓦每米(W/m); 一海水密度,單位為千克每立方米(kg/m"); 一重力加速度,單位為米每二次方秒(m/s"); 第n個(gè)波分量的群速,單位為米每秒(m/s); S(f.)一第n個(gè)波分量的譜密度,單位為二次方米每赫茲(m"/Hz) 群速按公式(6)計(jì)算:

    波長,單位為米(m); 一圓周率,可取常數(shù)3.14 圓頻率按公式(9)計(jì)算:

    譜矩按公式(11)計(jì)算:

    mw=s.(f)f"af:

    △f:———第i個(gè)頻率間隔(頻率分辨率),單位為赫茲(Hz)。 有效波高按公式(12)計(jì)算:

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    式中: 波浪譜的0階矩,

    能量矩陣(見附錄A中表A.1)按公式(14)計(jì)算:

    式中: 能量矩陣中(i,j)單元格的能量比例; P;—一為(i,j)單元格的總能流密度,單位為瓦每米(W/m); N一一模擬數(shù)據(jù)的總個(gè)數(shù); P 一一平均波浪能流密度,單位為瓦每米(W/m)。 能量矩陣中有效波高間隔應(yīng)不大于0.5m,能量周期間隔應(yīng)不大于1.0s。 (i,j)單元格的總功率密度(P,)按公式(15)計(jì)算:

    ni;一一為(ij)單元格的模擬數(shù)據(jù)個(gè)數(shù); P一一為(i,j)單元格第k個(gè)模擬的波浪能流密度,單位為瓦每米(W/m) 模擬數(shù)據(jù)總個(gè)數(shù)(N)宜按公式(16)計(jì)算

    10.6捕能長度矩陣計(jì)算

    捕能長度矩陣(見表A.2)按公式(18)計(jì)算

    P wECrj Li=

    Lij 捕能長度矩陣中(i,j)單元格的捕能長度,單位為米(m); PWEC 一(i,j)單元格波浪能發(fā)電機(jī)組的輸出功率,單位為瓦(W);

    Pse (i,i)單元格波浪能流密度,單位為瓦每來(w/m)

    10.7理論年發(fā)電量計(jì)算

    單臺波浪能發(fā)電機(jī)組理論年發(fā)電量按公式(19)計(jì)算

    Q一單臺波浪能發(fā)電機(jī)組理論年發(fā)電量,單位為千瓦時(shí)(kW·h): H一一年小時(shí)數(shù),單位為小時(shí)(h)。 波浪能電站理論年發(fā)電量按公式(20)計(jì)算:

    E—波浪能電站理論年發(fā)電量,單位為千瓦時(shí)(kW·h); m一一波浪能電站機(jī)組數(shù)量; Q—第k臺波浪能發(fā)電機(jī)組理論年發(fā)電量,單位為千瓦時(shí)(kW·h)

    波浪能電站的年上網(wǎng)電量按公式(21)計(jì)算

    紡織標(biāo)準(zhǔn)GB/T41340.2—2022

    El一波浪能電站年上網(wǎng)電量,單位為千瓦時(shí)(kW·h); C。一一綜合折減系數(shù),與電力傳輸損耗、機(jī)組檢修時(shí)間、極端條件下的停機(jī)時(shí)間等有關(guān)

    波浪能電站發(fā)電量計(jì)算技術(shù)報(bào)告宜包括: a)項(xiàng)目概述:描述項(xiàng)目來源、背景、目的意義,研究區(qū)域; b) 遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(本文件編號); 研究區(qū)域環(huán)境概況:研究區(qū)域水文、氣象、地質(zhì)特征;氣候?yàn)?zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害等;當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展 現(xiàn)狀及能源需求等; d 資料收集:資料來源、數(shù)據(jù)質(zhì)量等; e 現(xiàn)場調(diào)查情況:調(diào)查日期、時(shí)間、站位、調(diào)查內(nèi)容、調(diào)查方法、儀器設(shè)備、調(diào)查船只、調(diào)查人員、調(diào) 查過程及調(diào)查結(jié)果等; 微觀選址:選址的原則、波浪能發(fā)電機(jī)組選型、方案比選等; g 發(fā)電量計(jì)算:計(jì)算波浪能電站理論年發(fā)電量、年上網(wǎng)電量

    GB/T41340.22022

    附錄A (資料性) 波浪能量矩陣和捕獲長度矩陣示例 表A.1給出了能量矩陣示例,表A.2給出了捕能長度矩陣示例。

    表A.1能量矩陣示例

    表A.2捕能長度矩陣示例

    注:每個(gè)單元格的捕能長度單位為米(m)

    防火標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范本GB/T41340.2—2022

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