《波浪能资源评估及特征描述GBT+39571-2020》详细解读

《波浪能资源评估及特征描述GB/T39571-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号、代号和缩略语5资源评估等级和流程6数据收集7数值模拟contents目录8测量—关联—预测9数据分析10资源评估技术报告附录A(资料性附录)本标准与IECTS62600-101:2015相比的结构变化情况附录B(资料性附录)本标准与IECTS62600-101:2015的技术性差异及其原因附录C(资料性附录)敏感性分析方法contents目录附录D(资料性附录)海浪模型附录E(资料性附录)近岸波浪能资源附录F(资料性附录)波浪能资源图表示例附录G(规范性附录)测量不确定度评定附录H(资料性附录)长期不确定度实例参考文献011范围适用范围本标准规定了波浪能资源评估及特征描述的方法和要求。01适用于我国管辖海域内波浪能资源的评估及特征描述。02为波浪能资源的开发利用提供指导和参考。03波浪能资源的调查与观测方法。波浪能资源量的计算方法。涉及内容波浪能资源的质量评价和特征描述。不适用范围本标准不涉及波浪能转换装置的性能评估和测试方法。海洋环境中其他能源（如潮汐能、海流能等）的评估方法不在本标准规定之内。特定条件与限制在进行波浪能资源评估时，应遵循国家相关法律法规和政策要求。评估过程中应确保数据的真实性和准确性，避免虚假报告和误导性信息。022规范性引用文件《海洋观测规范》主要引用标准《海洋调查规范》《海洋监测规范》辅助引用文件《海洋功能区划技术导则》01《风电场工程可行性研究报告编制办法》02相关海洋环境保护法规和标准03010203提供评估波浪能资源的标准化方法和流程确保波浪能资源评估的准确性和可靠性为波浪能资源的合理开发和利用提供科学依据引用文件的重要性引用文件的应用范围海洋能资源调查与评估海洋能发电项目前期工作海洋能开发利用规划与管理注：以上列举的引用文件仅为示例，并非全部引用文件。在实际应用中，应根据具体情况选择适用的标准和规范。同时，随着科技的发展和标准的更新，应及时关注并遵循最新的标准和规范。033术语和定义波浪周期指相邻两个波峰（或波谷）经过同一点所需的时间，是描述波浪特征的重要参数。波浪能资源评估指对特定海域内的波浪能资源量、可开发量及其时空分布特征进行评价和估算的过程。有效波高是指在统计时间内，所有波高中大于某一特定值的波高的平均值，通常用于描述波浪能资源量的大小。波浪能资源评估单位时间内通过单位海面的波浪能量，是评估波浪能资源丰富程度的重要指标。波浪能密度描述波浪能流密度在不同方向上的分布情况，有助于确定波浪能发电装置的最佳布置方向。波浪能流密度方向分布指波浪能资源在时间和空间上的稳定性，对波浪能发电装置的选址和运维具有重要意义。波浪能稳定性特征描述参数010203044符号、代号和缩略语符号H波高，表示波浪的垂直振幅。T波浪周期，表示相邻两个波峰或波谷通过某一固定点所经历的时间间隔。L波长，表示相邻两个波峰之间的距离。V波速，表示波浪传播的速度。波浪能能量，表示波浪所具有的能量。Ew海水密度。ρ01020304波浪能功率，表示单位时间内波浪所做的功。Pw重力加速度。g代号01WEC波浪能转换器，指将波浪能转换为其他形式能量的装置。缩略语02PTO动力输出系统，指波浪能转换器中将机械能转换为电能或其他可利用能源的系统。03Mooring系泊系统，指固定波浪能转换器的装置，保证其稳定工作。055资源评估等级和流程初级评估主要基于现有数据和资料进行初步分析，确定波浪能资源的潜力和分布情况。中级评估通过更详细的数据收集和分析，对波浪能资源进行量化评估，包括波高、波周期等关键参数的测量和统计。高级评估在中级评估的基础上，进一步考虑环境、气象、海洋等多方面因素，对波浪能资源进行全面的综合评估和优化。0203015.1资源评估等级1.数据收集：收集研究区域内的海洋气象、水文、地质等数据，以及已有的波浪能资源相关研究资料。2.数据预处理：对收集到的数据进行清洗、整理和质量控制，确保数据的准确性和可靠性。3.数值模拟与预测：利用数值模型和预测技术，对波浪能资源进行模拟和预测，以获取更全面的资源分布情况。4.关联分析与优化：通过关联分析技术，识别影响波浪能资源的关键因素，并进行优化处理，以提高资源评估的精度和效率。5.资源评估报告编写：根据评估结果，编写详细的资源评估报告，包括资源分布情况、开发潜力分析、建议的开发策略等内容。通过这一系列的评估等级和流程，可以对波浪能资源进行更全面、准确的评估，为后续的开发利用提供科学依据。5.2资源评估流程010203040506066数据收集01数据收集是波浪能资源评估的基础准确、全面的数据是评估波浪能资源的前提，只有掌握了充分的数据，才能对波浪能资源进行科学的评估。为波浪能开发利用提供依据通过对收集到的数据进行分析，可以为波浪能发电设备的选址、设计和运行提供重要依据。促进波浪能技术的发展数据收集有助于发现波浪能技术的潜在问题和改进方向，从而推动波浪能技术的进步。数据收集的重要性0203波浪数据包括波高、波周期、波向等，这些数据是评估波浪能资源的关键指标。气象数据包括风速、风向、气温、气压等，这些数据对于分析波浪能与气象条件的关系具有重要意义。海洋环境数据包括海水温度、盐度、流速等，这些数据有助于了解波浪能发电设备的工作环境。数据收集的内容浮标测量通过在海域内布置浮标，实时测量波浪、气象和海洋环境数据。遥感监测利用卫星遥感技术，对海域进行大范围、高精度的监测，获取相关数据。数值模拟通过建立数学模型，模拟海域内的波浪、气象和海洋环境，从而获取相关数据。这种方法可以弥补实测数据的不足，提高数据收集的效率和准确性。数据收集的方法010203对收集到的原始数据进行预处理，去除异常值、噪声和重复数据，提高数据质量。数据清洗对清洗后的数据进行统计分析，计算波浪能资源的各项指标，如平均波高、平均波周期等。同时，还可以利用相关分析、回归分析等方法，探讨波浪能与气象、海洋环境等因素的关系。数据统计与分析数据处理与分析077数值模拟提高评估准确性通过数值模拟，可以更加精确地预测波浪能资源的分布和可利用量，为资源评估提供科学依据。优化设计参数基于数值模拟结果，可以对波浪能转换装置的设计参数进行优化，提高能量转换效率。7.1数值模拟的重要性建立数学模型根据波浪理论、流体力学等原理，建立描述波浪运动的数学模型。选择合适的求解器7.2数值模拟的方法针对所建立的数学模型，选择合适的数值求解器进行求解，如有限差分法、有限元法等。0102确定模拟区域、网格划分、初始条件和边界条件等，为数值模拟做好准备。前处理运行数值求解器，对数学模型进行求解，得到波浪运动的相关数据。求解过程对求解结果进行可视化处理，提取关键信息，如波高、周期、传播方向等。后处理7.3数值模拟的流程7.4数值模拟的验证与应用应用领域数值模拟在波浪能资源评估、装置设计优化、海洋环境监测等领域具有广泛应用前景。验证方法通过与实测数据或其他模拟方法的对比，验证数值模拟的准确性和可靠性。088测量—关联—预测8.测量—关联—预测测量技术与方法01波浪能资源的测量包括波高、波周期、波向等关键参数的获取。02使用先进的测量设备，如浮标、测波雷达等，进行长期连续的波浪观测。03数据的采集需遵循标准化的程序和方法，确保数据的准确性和可靠性。8.测量—关联—预测“数据关联分析对测量得到的数据进行预处理，包括数据清洗、异常值检测与剔除等。利用统计方法分析波浪参数之间的相关性，如波高与波周期的关系。8.测量—关联—预测010203通过建立数学模型，揭示波浪能资源与其他海洋环境要素（如风、流）的内在联系。8.测量—关联—预测8.测量—关联—预测0302预测模型构建01利用机器学习或深度学习算法，提高预测模型的精度和泛化能力。基于历史数据和统计分析，构建波浪能资源的预测模型。预测模型需考虑多种影响因素，包括季节变化、气候变化等。8.测量—关联—预测123不确定性分析对测量和预测过程中的不确定性进行量化分析。评估不同来源的误差对波浪能资源评估结果的影响。8.测量—关联—预测8.测量—关联—预测提供不确定性范围或置信区间，以增强评估结果的可靠性。通过上述“测量—关联—预测”流程，可以系统地开展波浪能资源的评估工作，为波浪能的开发和利用提供科学依据。这一流程不仅有助于了解波浪能资源的分布和特征，还能为波浪能转换装置的设计和优化提供重要参考。““099数据分析统计分析通过对波浪能数据的收集、整理和分析，运用统计学方法对数据特征进行描述和总结，揭示波浪能的变化规律和趋势。数据分析方法相关性分析研究波浪能与其他海洋环境要素（如风、海流等）之间的相关性，以揭示它们之间的内在联系和影响机制。频谱分析通过对波浪能数据的频谱分析，了解波浪能的频率分布特征，为波浪能发电设备的设计和选型提供依据。数据预处理对原始数据进行清洗、去噪、插值等处理，以提高数据质量和可靠性。特征提取与选择从原始数据中提取出与波浪能相关的特征变量，并选择对波浪能评估有重要影响的特征进行后续分析。数据探索与可视化通过图表、可视化工具等手段对数据进行初步探索，发现数据中的规律和异常值。模型构建与评估基于提取的特征变量，构建波浪能评估模型，并对模型进行训练和评估，以提高波浪能评估的准确性和可靠性。数据分析流程完整性评估检查数据是否存在缺失值、异常值等问题，确保数据的完整性和准确性。数据质量评估一致性评估验证数据在不同时间、不同地点采集的数据是否具有一致性，以确保数据的可比性和可靠性。可信性评估通过与其他来源的数据进行对比分析，验证数据的可信度和准确性。123为波浪能资源的合理开发和利用提供科学依据和数据支持。为波浪能发电设备的设计和选型提供重要参考和指导。为海洋能源政策制定和规划提供决策支持和数据支撑。数据分析的意义1010资源评估技术报告评估目的和背景明确资源评估的目标，阐述波浪能资源的现状、发展趋势及其重要性。报告内容要求01评估方法和流程详细描述所采用的评估方法、数据来源、处理及分析过程。02资源量及分布给出波浪能资源的总量、分布情况以及开发潜力分析。03资源质量评价根据波浪能资源的稳定性、可利用性等因素进行评价。04结构清晰报告应按照一定的结构进行编写，包括封面、目录、正文、结论等部分。数据准确报告中所使用的数据应真实、准确，并注明数据来源。图表规范报告中的图表应清晰、美观，符合相关制图规范。语言精炼报告文字应简洁明了，避免冗长和模糊的描述。报告编写规范审核流程报告完成后，应经过专家审核，确保内容的准确性和科学性。发布渠道审核通过的报告应通过正规渠道进行发布，以便相关利益方获取和使用。反馈机制建立反馈机制，收集用户对报告的意见和建议，以便不断完善和改进。030201报告审核与发布11附录A(资料性附录)本标准与IECTS62600-101:2015相比的结构变化情况章节重组将原标准的多个章节进行合并或拆分，以更清晰地呈现波浪能资源的评估方法和特征描述。内容归类对原标准中的内容进行重新归类，将与波浪能资源评估直接相关的内容集中在特定章节，便于读者查阅。结构调整VS增加了新的波浪能资源评估方法，包括数据分析、模型预测等，以提高评估的准确性。特征描述对波浪能资源的特征进行了更详细的描述，包括波浪高度、周期、方向等，为开发者提供更全面的资源信息。评估方法新增内容冗余内容删除了原标准中重复或冗余的内容，使标准更加简洁明了。01删减与修改术语更新对一些术语进行了更新或替换，以反映波浪能领域的最新发展。02详细说明了本标准各章节与IECTS62600-101:2015的对应关系，便于读者对比查阅。章节对应指出了本标准与IECTS62600-101:2015在内容上的主要差异，帮助读者更好地理解本标准的特色和优势。内容差异与IECTS62600-101:2015的对应关系12附录B(资料性附录)本标准与IECTS62600-101:2015的技术性差异及其原因技术性差异评估方法的不同本标准采用了更为精细化的波浪能资源评估方法，相较于IECTS62600-101:2015，更注重对波浪能资源可持续性和可利用性的考量。参数设置的差异在波浪能转换装置的性能评估方面，本标准引入了更多具有实际意义的参数，以便更准确地反映波浪能装置在实际海域中的运行性能。数据处理与分析的精细化与IECTS62600-101:2015相比，本标准在数据处理和分析方面提出了更高的要求，包括数据质量控制、异常值处理等方面，以确保评估结果的准确性和可靠性。地域性和环境差异由于不同国家和地区的海域环境、气候条件等存在较大差异，因此需要根据实际情况制定相应的评估标准。本标准在制定过程中充分考虑了我国海域的特点，以确保评估结果的适用性。技术发展和创新随着波浪能技术的不断发展和创新，新的评估方法和参数不断涌现。本标准紧跟技术发展趋势，及时将这些新方法和新参数纳入其中，以提高评估的准确性和科学性。实际应用需求为了更好地满足实际应用需求，本标准在评估方法、参数设置和数据处理等方面进行了优化和改进，以便为波浪能资源的合理开发和利用提供更为科学、准确的依据。产生技术性差异的原因13附录C(资料性附录)敏感性分析方法敏感性分析的目的确定影响波浪能资源评估结果的关键因素。01评估各因素对波浪能资源评估结果的影响程度。02为优化波浪能资源评估方法和提高评估精度提供依据。03选择需要评估的波浪能资源及相关参数。针对选定的参数，设定合理的变化范围。敏感性分析的步骤确定分析对象进行单因素敏感性分析逐一改变选定参数的值，观察评估结果的变化情况。设定变化范围进行多因素敏感性分析同时改变多个参数的值，观察评估结果的综合变化情况。敏感性分析的指标影响因素排序根据敏感性系数大小，对各影响因素进行排序。敏感性系数反映评估结果对参数变化的敏感程度。针对关键影响因素，加强数据采集和处理的准确性，提高评估精度。提高评估精度根据敏感性分析结果，为实际波浪能发电工程的选址、设计和运行提供指导。指导实际工程应用通过敏感性分析，找出关键影响因素，进而优化评估方法。优化评估方法敏感性分析的应用14附录D(资料性附录)海浪模型海浪模型定义海浪模型是用于描述海浪生成、传播和消散的数学模型，旨在模拟海浪的实际运动情况。模型的重要性海浪模型对于理解海浪的动态特征、预测海浪行为以及评估波浪能资源具有重要意义。海浪模型的基本概念数值模型基于数值计算的方法，通过求解流体动力学方程来模拟海浪的生成和传播过程。这类模型能够较为精确地模拟复杂的海浪现象。统计模型基于海浪的统计特性，利用概率论和数理统计的方法来描述海浪的分布和特征。这类模型适用于大量数据的分析和处理。海浪模型的分类海洋工程设计海浪模型可用于预测和评估海洋工程结构物（如防波堤、码头等）在海浪作用下的受力和稳定性。波浪能发电海洋环境监测和预报海浪模型的应用领域海浪模型有助于评估波浪能资源的潜力和分布，为波浪能发电站点的选址和设计提供依据。海浪模型可用于实时监测和预报海浪状况，为海上航行、渔业生产等活动提供安全保障。海浪模型的发展趋势随着计算机技术的发展，海浪模型的精细化程度不断提高，能够更准确地模拟海浪的微观结构和动态过程。精细化模拟未来的海浪模型将更加注重多尺度（从微观到宏观）的耦合效应，以更全面地揭示海浪的运动规律和特征。多尺度耦合结合人工智能和大数据技术，海浪模型有望实现更高效的计算、更准确的预测和更智能的应用。智能化应用15附录E(资料性附录)近岸波浪能资源近岸波浪能资源的定义靠近海岸线的波浪能资源，具有较高的开发潜力和利用价值。近岸波浪能海洋表面波浪所具有的动能和势能，是一种海洋可再生能源。波浪能资源通过在近岸区域布置浮标、测波雷达等设备，直接测量波浪参数，进而评估波浪能资源。实地观测法基于水动力学原理和数学模型，通过计算机模拟波浪在近岸区域的传播和变化，预测波浪能资源的分布和特征。数值模拟法近岸波浪能资源的评估方法近岸波浪由于水深变浅、地形变化等因素，波浪能量更加集中，具有较高的能量密度。能量密度高受气候、海洋环境等因素影响，近岸波浪能资源存在季节性变化，需要针对不同季节进行资源评估。季节性变化不同海域、不同海岸线的近岸波浪能资源具有较大差异，需要根据具体地域特点进行评估和利用。地域性差异近岸波浪能资源的特征波浪能作为一种清洁能源，具有无污染、可再生等优点，符合可持续发展的要求。清洁能源近岸波浪能资源的开发前景近岸波浪能资源丰富的地区可以为沿海地区提供稳定的电力供应，缓解能源紧张问题。沿海地区供电波浪能的开发和利用可以促进海洋经济的发展，提高海洋资源的综合利用效率。海洋经济发展16附录F(资料性附录)波浪能资源图表示例波浪能资源图的基本构成资源分布图以等值线图或色斑图的方式展示区域内波浪能资源的分布情况。资源等级划分根据波浪能密度或可利用小时数等指标，将资源划分为不同等级，便于识别优质资源区域。地理位置标注在图中明确标注出海岸线、岛屿、海域名称等关键地理信息，帮助用户定位资源位置。数据采集与处理利用合适的波浪能资源评估模型，计算波浪能密度、可利用小时数等指标。资源评估模型绘图软件选择选用专业的绘图软件，如ArcGIS、Surfer等，进行资源图的绘制。收集目标区域的波浪观测数据，进行质量控制和预处理。波浪能资源图的绘制方法资源规划为政府和企业提供波浪能资源分布和等级信息，助力合理规划波浪能发电项目。科研支持为波浪能相关领域的研究提供基础数据支持，推动波浪能技术的研发和应用。项目选址帮助投资者识别优质波浪能资源区域，提高项目选址的科学性和准确性。波浪能资源图的应用价值17附录G(规范性附录)测量不确定度评定ABCD测量设备误差包括测量仪器的精度限制、校准误差等。不确定度来源测量方法局限性不同测量方法可能引入的误差和不确定度。环境条件变化如温度、湿度等环境因素对测量结果的影响。人员操作误差操作人员在测量过程中可能产生的误差。B类评定基于测量仪器的精度、校准证书等信息，进行不确定度的评定。根据合成不确定度和给定的置信水平，计算得出扩展不确定度。扩展不确定度采用统计分析方法对多次测量结果进行评定，得出标准不确定度。A类评定综合考虑A类和B类评定结果，计算得出合成不确定度。合成不确定度评定方法评定流程分析测量过程中可能引入的不确定度来源。计算合成不确定