一种海上风电场水文气象条件测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及海上风电技术领域，具体涉及一种海上风电场水文气象条件测量系统。
【背景技术】
[0002]众所周知，风能资源是清洁可再生能源，我国近海风能资源非常丰富，从初步研究成果来看，海上风速通常比平原沿岸高20%左右，相应地发电量增加70%左右，而且海上风的有效时间长、湍流强度低，有效有利于风力发电机组的安全运行。另一方面，开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分，受限于土地利用、噪声污染、鸟类保护、电磁波干扰、电网规模以及征地利用等因素，陆上风电实际可开发量将逐步减少，风电的大规模开发潜力在靠近用电负荷中心的海上，国家层面也出台了一系列的政策和法律文件保障海上风电的有序开发，海上风电(包括近海和滩涂)的开发正成为业界的新宠。
[0003]风能资源及相应的水文气象条件的获取与评估是海上风电场勘察设计阶段的一项重要内容，传统的方法便是在场址范围内建设一座与拟安装风机高度近似的测风塔，在测风塔不同高度安装温度、压力、风速和风向等传感器对风能资源进行长期观测。但是受结构强度、安全性和经济性等因素的制约，常用的测风塔高度通常低于100m，然而风机的安全运行和发电量还受影响于叶片范围(100m?150m)内的风资源情况，传统的测风方案并不能很好地对拟建场区的风能资源进行评估；另一方面，受海陆不连续性以及海岛等障碍物影响，测风塔的测风数据往往不能代表整个场区的风资源条件，需要添加辅塔加以补充和校正。
[0004]此外，相较于陆上风电场的风机基础，海上风机基础除了要承受风载荷以外，还要受浪载、海流、腐蚀甚至冰载等多方面的影响，这也是海上风机基础设计的重点和难点之一。因此，海水温度和盐度、洋流流速和流向、波浪强度、周期和波谱等参数对于海上风机基础的设计是不可忽视的因素，这些参数的长期测量和评估对于海上风电场的建设也是至关重要的，在台风、剧烈洋流、波浪、浮冰等多发海域尤其如此。
[0005]专利CN102662180A提供了一种海上测风装置，通过一座固定的测风塔和几个可迀移固定平台安装的激光雷达测风仪来对整个风电场的风能资源进行实测。但却忽略了海水温度、盐度、洋流以及波浪等外部建设条件对风电场建设的影响，这显然是不完善的。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的正是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种兼顾经济性和实用性的海上风电场水文气象条件测量系统，以便对拟开发海域的风能资源、水文条件等参数进行全方位、多维度的立体观测。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种海上风电场水文气象条件测量系统，其包括一套主塔、若干辅塔和一套ADCP (声学多普勒流速剖面仪)。所述主塔包括主塔基础、测风塔和和温盐深仪，测风塔安装在主塔基础顶上，温盐深仪安装在主塔基础水下部位，在测风塔不同高度安装温度、压力、风速和风向等传感器对风能资源进行长期观测，温盐深仪则能按一定频率对海水温度、盐度和深度等参数信息进行采样并记录；所述辅塔包括辅塔基础和激光雷达测风仪，激光雷达测风仪安装在辅塔基础顶部，可精确测量高达300米的水平风速、垂直风速、风向、温度、湿度和压力气象参数；所述ADCP(声学多普勒流速剖面仪)安装于海底，这样可有效避免水面恶劣天气、人为破坏以及水面船只的影响，其可按一定的层宽对海底至海面所有层面的流速、流向以及海浪的浪高、周期及波谱等参数进行测量。
[0008]优选地，所述主塔安装在拟开发海上风电场盛行风向的上游方向。
[0009]优选地，所述测风塔为三角形桁架式结构。
[0010]优选地，辅塔安装于主塔观测盲区或代表性不够的区域。
[0011]优选地，主塔基础和辅塔基础为导管架基础或混凝土承台基础或是无居民小岛或礁石。
[0012]优选地，主塔和辅塔同期测风时间至少为I年。
[0013]本实用新型的技术效果体现在:
[0014]所述海上风电场水水文气象条件测量系统包括一套主塔、若干辅塔和一套ADCP (声学多普勒流速剖面仪)。在主塔上分别设置测风塔和温盐深仪，能够对整个风电场区域风能资源和当地海水温度、盐度和深度等参数的长期观测；在所述辅塔上设置激光雷达测风仪，用于对主塔观测盲区或代表性不够的区域进行风能资源补充观测和校正；所述ADCP(声学多普勒流速剖面仪)安装于海底，用于对风电场海域海流的流速、流向、浪高、海浪周期和波谱等参数的测量。
[0015]本实用新型可以对拟建风电场海域的风能资源、水文气象条件进行水上、水下全方位、多维度的观测，能够获取更多垂直高度和空间广度的气象资料，从而实现对海上风电场前期建设条件的观测和评估、风电场运营过程中的维护管理和风机尾流效应测量以及风电场建设后评估的功能。
【附图说明】
[0016]图1为所述海上风电场水水文气象条件测量系统示意图。
[0017]【附图说明】:1、主塔基础；2、测风塔；3、温盐深仪；4、辅塔基础；5、激光雷达测风仪器；6、ADCP (声学多普勒流速剖面仪)。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型所述海上风电场水水文气象条件测量系统做进一步说明。
[0019]参见图1，一种海上风电场水文气象条件测量系统，本实用新型特征在于，包括一套主塔、至少一套辅塔和一套声学多普勒流速剖面仪；所述主塔包括主塔基础、测风塔和温盐深仪，所述测风塔安装于主塔基础上，所述温盐深仪安装于主塔基础水面以下部位；所述辅塔包括辅塔基础和激光雷达测风仪，所述激光雷达测风仪安装于辅塔基础顶面；所述声学多普勒流速剖面仪安装于海底。
[0020]本实用新型主塔安装于拟建海上风电场盛行风向的上游方向。
[0021]本实用新型所述测风塔为三角形桁架式结构。
[0022]本实用新型辅塔安装于主塔观测盲区或代表性不够的区域。
[0023]本实用新型主塔基础和辅塔基础均为导管架基础或混凝土承台基础或是无居民小岛或礁石。
[0024]本实用新型主塔和辅塔同期测风时间至少为I年。
[0025]实施例一较佳是将主塔安装在拟开发海上风电场盛行风向的上游方向，辅塔设置为三套。
[0026]较佳是将测风塔2为三角形桁架式结构。
[0027]较佳是将辅塔安装于主塔观测盲区或代表性不够的区域。
[0028]较佳是将主塔和辅塔同期测风时间至少为I年。
[0029]较佳是主塔基础I和辅塔基础4均为导管架基础或混凝土承台基础或是无居民小岛或礁石。
[0030]实施例二辅塔设置为五套。当主塔基础I或辅塔基础4中某一个或某几个为无居民小岛或礁石时，在满足功能性的前提下应选择尽可能小的岛礁或礁盘，一来可以降低海岛或礁石造成的海洋不连续性对测风的影响，二来可降低岛礁租赁或使用权出让费等费用，以降低开发风险。
[0031]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种海上风电场水文气象条件测量系统，其特征在于，包括一套主塔、至少一套辅塔和一套声学多普勒流速剖面仪；所述主塔包括主塔基础、测风塔和温盐深仪，所述测风塔安装于主塔基础上，所述温盐深仪安装于主塔基础水面以下部位；所述辅塔包括辅塔基础和激光雷达测风仪，所述激光雷达测风仪安装于辅塔基础顶面；所述声学多普勒流速剖面仪安装于海底。2.根据权利要求1所述的一种海上风电场水文气象条件测量系统，其特征在于，主塔安装于拟建海上风电场盛行风向的上游方向。3.根据权利要求1或2所述的一种海上风电场水文气象条件测量系统，其特征在于，所述测风塔为三角形桁架式结构。4.根据权利要求1所述的一种海上风电场水文气象条件测量系统，其特征在于，辅塔安装于主塔观测盲区或代表性不够的区域。5.根据权利要求1或2或4所述的一种海上风电场水文气象条件测量系统，其特征在于，主塔基础和辅塔基础均为导管架基础或混凝土承台基础或是无居民小岛或礁石。6.根据权利要求1所述的一种海上风电场水文气象条件测量系统，其特征在于，主塔和辅塔同期测风时间至少为I年。
【专利摘要】一种海上风电场水文气象条件测量系统，主要包括一套主塔、若干辅塔和一套ADCP(声学多普勒流速剖面仪)。所述主塔包括主塔基础、测风塔和温盐深仪，所述辅塔包括辅塔基础和激光雷达测风仪，所述激光雷达测风仪用于对主塔观测盲区或代表性不够的区域进行风能资源补充观测和校正；所述ADCP(声学多普勒流速剖面仪)安装于海底。本实用新型用于对拟建风电场海域的风能资源、水文气象条件进行水上、水下全方位、多维度的观测，能够获取更多垂直高度和空间广度的气象资料，从而实现对海上风电场前期建设条件的观测和评估、风电场运营过程中的维护管理和风机尾流效应测量以及风电场建设后评估的功能。
【IPC分类】G01S17/95
【公开号】CN204903763
【申请号】CN201520522712
【发明人】王斯伟, 范守元, 张源航
【申请人】中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月17日