《海上风电场热带气旋影响评估技术规范GBT+38957-2020》详细解读

《海上风电场热带气旋影响评估技术规范GB/T38957-2020》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评估区域确定5资料收集与处理6热带气旋风险评估7热带气旋发电效益评估contents目录附录A(规范性附录)标准空气密度下轮毂高度处风速计算附录B(规范性附录)热带气旋影响的泊松-耿贝尔(Poisson-Gumbel)分布参考文献011范围适用范围本规范适用于我国管辖海域内的海上风电场热带气旋影响评估。适用于新建、扩建和改建的海上风电场项目。评估内容热带气旋对海上风电场的风电机组、海上升压站、海底电缆等设施可能造成的影响。热带气旋带来的大风、暴雨、风暴潮等灾害对海上风电场的运营和安全可能产生的影响。评估目的为海上风电场的设计、建设和运营提供科学依据，确保风电场在热带气旋影响下的安全性和稳定性。提高海上风电场应对热带气旋等极端天气的能力，减少灾害损失。022规范性引用文件国家标准与行业标准《风电场工程等级划分及设计安全标准》(FD002-2007)本标准规定了风电场工程等级划分和设计安全标准，对于评估热带气旋对海上风电场的影响具有重要意义。《风电场工程可行性研究报告编制办法》(FD003-2007)该标准提供了风电场工程可行性研究报告的基本内容和深度要求，为海上风电场热带气旋影响评估提供了项目背景和基础数据。《海洋气象观测规范》(GB/T17378.4-2007)该规范详细说明了海洋气象观测的方法和要求，为获取热带气旋相关数据提供了标准化的指导。《热带气旋等级》(GB/T19201-2006)本标准定义了热带气旋的等级划分，有助于对热带气旋的强度进行准确评估，进而分析其对海上风电场的影响。气象与海洋相关标准《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)该规范提供了建筑结构荷载的基本规定和计算方法，为分析热带气旋对风电场设施的结构安全性提供了依据。《风电机组地基基础设计规定》(FD004-2007)此规定详细阐述了风电机组地基基础的设计原则和要求，对于评估热带气旋对风电场地基稳定性的影响具有重要参考价值。其他相关标准033术语和定义特点热带气旋常见于夏秋两季，其生命周期包括生成、发展、成熟、消亡四个阶段，常带来强风、暴雨和风暴潮等灾害性天气。定义热带气旋是生成于热带或副热带洋面上，具有有组织的对流和确定的气旋性环流的非锋面性天气尺度的涡旋。分类根据强度，热带气旋可分为热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。热带气旋定义海上风电场是指建设在海洋上的风电场，主要利用海上丰富的风能资源进行发电。海上风电场特点与陆上风电场相比，海上风电场具有不占用土地资源、风速高、风能资源丰富、风电机组单机容量大、年利用小时数高等优点；但同时技术难度较大，建设成本较高。分类根据水深不同，海上风电场可分为浅海风电场和深海风电场。本规范主要关注近海风电场，即水深10米左右的浅海风电场。044评估区域确定选择的评估区域应能代表海上风电场所在海域的典型海洋环境和气象条件。代表性针对热带气旋可能影响的区域进行选择，重点关注易受热带气旋影响的区域。针对性评估区域的选择应考虑实际操作的可行性，包括数据获取、现场观测等方面。可操作性4.1评估区域选择原则010203子区域的划分应综合考虑风向、风速、海浪、海流等多种因素。针对不同子区域，分别进行热带气旋影响评估。根据海上风电场的地理位置、海洋环境和气象条件，将评估区域划分为若干个子区域。4.2评估区域划分方法010203收集评估区域内的历史热带气旋数据、海洋环境数据、气象数据等。对收集到的数据进行处理和分析，提取与热带气旋影响评估相关的特征参数。根据数据处理结果，建立评估区域内热带气旋影响的数据库。4.3评估区域数据收集与处理4.4评估区域热带气旋影响分析010203基于评估区域内的历史热带气旋数据，分析热带气旋的发生频率、强度、路径等特征。结合海洋环境数据和气象数据，分析热带气旋对评估区域内海上风电场的影响程度和范围。根据分析结果，提出针对性的防范措施和建议，以降低热带气旋对海上风电场的影响。055资料收集与处理气象资料包括历史热带气旋数据、风场数据、海浪数据等，用于分析热带气旋对海上风电场可能产生的影响。风电场资料海洋环境资料5.1资料收集收集风电场的地理位置、风机类型、基础形式、电气系统配置等相关资料，为后续的评估工作提供基础数据。包括海流、水温、盐度等海洋环境数据，这些数据对于评估热带气旋对风电场的影响至关重要。对收集到的原始数据进行清洗，去除异常值、重复值等，确保数据的准确性和可靠性。数据清洗将清洗后的数据进行整合，形成统一的数据格式和标准，便于后续的数据分析和处理。数据整合运用统计方法、数学模型等手段对整合后的数据进行分析，提取有用的信息，为热带气旋影响评估提供依据。数据分析5.2资料处理5.3关键参数确定确定评估所需的关键参数，如风速、风向、海浪高度、海流速度等，这些参数将直接影响评估结果的准确性和可靠性。根据历史数据和实际情况，合理确定各参数的取值范围和阈值，为后续的风险评估和应对措施提供依据。5.4数据可视化与报告编制利用图表、曲线等形式将处理后的数据进行可视化展示，直观地反映热带气旋对海上风电场的影响情况。编制详细的评估报告，包括数据收集与处理过程、关键参数确定方法、评估结果及应对措施等内容，为决策者提供全面的参考依据。066热带气旋风险评估风险评估流程明确评估的具体风电场项目以及评估的热带气旋风险类型。确定评估目标和范围包括风电场地理位置、气象数据、历史热带气旋记录等。收集相关资料结合历史数据和专家判断，对各类风险进行量化和定性评估。评估风险大小和发生概率分析热带气旋对风电场的潜在影响，包括风电机组、海上升压站、海底电缆等设施。进行风险识别02040103风电机组安全性评估考虑热带气旋引起的极端风速、风向变化对风电机组的影响。海上升压站稳定性评估分析热带气旋对海上升压站结构稳定性的影响。海底电缆安全性评估评估热带气旋引起的海底地形变化、海水冲刷等对海底电缆的影响。其他相关设施风险评估包括航标、船舶等配套设施在热带气旋中的安全性。风险评估要素通过分析历史热带气旋数据，计算各类风险事件的发生概率。概率风险评估法运用模糊数学理论，综合考虑多种风险因素，对风电场进行综合评价。模糊综合评估法设定不同的热带气旋情景，分析风电场在各情景下的可能损失。情景分析法风险评估方法为风电场的设计提供科学依据，优化布局和结构。指导风电场设计通过风险评估，指导风电场的日常运维工作，降低故障率。提高运维效率根据风险评估结果，制定相应的应急预案和处置措施。制定应急预案风险评估结果应用077热带气旋发电效益评估为风电场运营和维护提供决策支持。优化风电场在热带气旋条件下的运营策略。分析热带气旋对海上风电场发电效益的影响。评估目的收集历史热带气旋数据、风电场发电数据等。数据收集分析热带气旋对风电场发电量的影响，包括风速、风向等因素。数据分析根据分析结果，计算热带气旋对风电场发电效益的具体影响。效益计算评估方法01发电量变化率反映热带气旋对风电场发电量的影响程度。评估指标02经济效益变化通过对比正常天气和热带气旋天气下的经济效益，评估热带气旋对风电场经济效益的影响。03可靠性指标评估热带气旋对风电场设备可靠性和运行稳定性的影响。制定评估计划明确评估目标、范围和方法。数据准备收集并整理所需数据。进行评估按照评估方法进行分析和计算。结果汇报撰写评估报告，提出改进建议。评估流程08附录A(规范性附录)标准空气密度下轮毂高度处风速计算准确计算风速有助于预测和评估热带气旋对风电场的影响程度。风速计算为风电场的设计、运维和风险管理提供重要依据。风速是评估海上风电场热带气旋影响的关键因素之一。风速计算的重要性采用幂律风速廓线公式进行计算，考虑大气稳定度和地表粗糙度等因素。风速计算的方法根据轮毂高度和参考风速，利用公式推导出轮毂高度处的风速。需要注意的是，计算过程中应确保参数的准确性和公式的适用性。空气密度标准空气密度与实际空气密度的差异会影响风速的计算结果，因此需要进行相应的修正。地形和地表粗糙度不同地形和地表粗糙度对风速的影响不同，应根据实际情况进行调整。风向风向的变化也会影响风速的计算，特别是在复杂地形条件下，需要考虑风向的影响。影响因素及修正通过与实际观测数据的对比，验证风速计算结果的准确性和可靠性。将计算结果应用于海上风电场的设计、运维和风险管理中，提高风电场的抗风能力和安全性。根据风速计算结果，优化风电场的布局和风机选型，提高风电场的发电效率和经济效益。计算结果的验证与应用01020309附录B(规范性附录)热带气旋影响的泊松-耿贝尔(Poisson-Gumbel)分布模型定义泊松-耿贝尔分布是一种复合极值分布，用于描述稀有事件的频率和强度，特别适用于热带气旋等极端天气事件的评估。分布参数该分布由两个主要参数定义，即泊松分布的参数（描述事件发生频率）和耿贝尔分布的参数（描述事件强度）。泊松-耿贝尔分布模型强度评估通过耿贝尔分布，可以对热带气旋的最大风速、最低气压等极端天气特征进行概率建模和预测。频率评估热带气旋影响评估应用利用泊松分布，可以估算在特定时间内热带气旋发生的次数，为风电场的运维和风险管理提供决策支持。0102数据收集收集目标海域的历史热带气旋数据，包括发生时间、强度、路径等信息。参数估计利用统计方法估计泊松-耿贝尔分布的参数，确保模型能够准确反映历史数据的特征。影响评估基于估计得到的分布模型，预测未来一段时间内热带气旋对海上风电场可能产生的影响，包括潜在损失和风险等级。评估步骤与方法数据质量评估结果的准确性高度依赖于历史数据的完整性和准确性，因此应确保数据来源的可靠性。模型适用性泊松-耿贝尔分布适用于描述稀有且强度较大的事件，对