GB/T 41340.1-2022 海洋能电站发电量计算技术规范 第1部分：潮流能（正式版）

ICS07.060:27.180GB/T41340.1—2022海洋能电站发电量计算技术规范第1部分：潮流能国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T41340.1—2022 I Ⅱ 4工作流程 5阵列规模的等级划分 2 27现场观测 27.1定点潮流观测 27.2走航潮流观测 27.3潮位观测 37.4仪器检定/校准 38数值模拟 3 39.1潮流能机组类型选择 39.2潮流能机组阵列布局优化 9.3潮流场重新计算 410发电量计算方法 410.1发电量计算参数 410.2各级流速年累计频率 410.3理论年发电量 510.4年上网电量 5 5附录A(资料性)潮流能机组工程参数及阵列布局示例 6参考文献 7IGB/T41340.1—2022本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T41340《海洋能电站发电量计算技术规范》的第1部分。GB/T41340已经发布了——第1部分：潮流能；——第2部分：波浪能。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。 GB/T41340.1—2022力落实国家双碳目标战略。在这方面，我国已经建立了支撑海洋能调查评估与开发利用标准体系。在部分构成。——第1部分：潮流能。目的在于确立适用于潮流能电站的发电量计算工作。1海洋能电站发电量计算技术规范第1部分：潮流能本文件适用于潮流能电站的发电量计算工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T12763.2海洋调查规范第2部分：海洋水文观测GB/T12763.10海洋调查规范第10部分：海底地形地貌调查GB/T14914.2海洋观测规范第2部分：海滨观测GB/T33543.1海洋能术语第1部分：通用GB/T33543.2海洋能术语第2部分：调查和评价GB/T33543.3海洋能术语第3部分：电站GB/T34910.4海洋可再生能源资源调查与评估指南第4部分：海流能JTS/T231-4水运工程模拟试验技术规程3术语和定义GB/T33543.1、GB/T33543.2、GB/T33543.3界定的术语和定义适用于本文件。4工作流程发电量计算的工作流程宜包括：a)阵列规模等级的划分，根据潮流能电站发电机组数量，按第5章的规定确定阵列规模等级；b)资料收集，根据潮流能电站站址确定目标海域，按第6章的规定收集该海域近5年的基础d)潮流数值模拟，按第8章的规定进行潮流数值模拟；e)微观选址，按第9章的规定进行微观选址；f)发电量计算方法，按第10章的规定计算潮流能发电量；g)技术报告编制，按第11章的要求编制潮流能电站发电量计算技术报告。2GB/T41340.1—2022按表1的规定确定阵列规模的等级。等级机组台数一级(小)二级(中)三级(大)6资料收集中，水深地形资料覆盖整个潮流能开发目标海域，比例尺不小于1:2000;如上述所需资料未7现场观测潮流定点连续观测获取连续、稳定潮流数据。观测潮流站位数目、观测时次等设置按表2执行。宜采用座底式声学多普勒海流剖面仪(AcousticDopplerCurrentProfiler,ADCP)进行观测，调查方法按GB/T12763.2的规定执行。规模等级站位数垂向间隔m时间间隔min长期站短期站水深不大于30水深大于30一级二级三级≥(机组台数的1/5)注：长期站为时长不少于35d的连续观测站；短期站为不少于2次符合良好天文条件的周日连续观测站。走航潮流观测获取典型时刻水道截面的潮流垂向分布。走航断面宜与等深线垂直，以往复走航式进行。不同规模电站的测量步骤和要求如下：a)一级规模电站断面数应不少于1条；二级规模电站1～3条；三级规模电站应不少于3条；3GB/T41340.1—2022b)大潮、中潮和小潮期间各观测不少于25h,每小时不少于1次；c)最大水深小于10m断面的垂向间隔应不大于1m;其余水深情况垂向间隔不大于2m;d)航速应小于4节，走航时间应少于30min;e)对于较宽水道断面应采用多船同步作业，调查方法按GB/T12763.2的规定执行。潮位观测获取目标海域潮位变化过程。潮位站不少于3个，观测时长不少于1年，时间间隔不大于10min,观测方法按GB/T14914.2的规定执行。仪器使用前应检定/校准。观测结束后应编写数据可靠性分析报告。潮流数值模拟技术要求如下：能力，宜具有波流耦合和干-湿边界的模拟功能，宜能够模拟潮波潮流过程以及机组阵列作用下的流场改变；心位置距数值模型开边界应大于5倍目标海域最大长度，目标海域水平网格应不大于拟选用的潮流能机组的叶轮半径，垂直网格分辨率宜不大于1/3叶轮直径，开边界选取、网格疏密等按JTS/T231-4执行；应与调查时长相同；验证时长内的涨急、落急流速东分量和北分量相对误差不高于8%;潮位的相对误差不高于5%;f)数值模拟时长不少于1年。9微观选址宜按表3计算流向对潮流能机组效率的影响。4GB/T41340.1—2022表3流向对潮流能机组效率的影响流向与主流向的角度差效率%05一级、二级规模电站阵列布局可采用交错式布局(见图A.1),机组经向间隔不小于10D,纬向间隔不小于2.5D;三级规模电站，宜采用智能优化算法，以总发电量为目标函数，对机组阵列布局进行优电站宜采用叶素动量理论法、动量耗散法将潮流能机组运转过程产生的水动力影响加入潮流数值前后的流场和潮位差异。GB/T34910.4中有关规定进行计算。拟布放位置的各级流速年累计频率宜按公式(1)计算：f(U;)=t(U;)/Nh (1)f(U;)——潮流能发电机组功率曲线上第i个速度区间对应的流速年累计频率；t(U;)——潮流能发电机组功率曲线上第i个速度区的年累计时间，单位为小时(h);Nh——模拟年份的总小时数，单位为小时(h)。5GB/T41340.1—202210.3理论年发电量单台潮流能发电机组理论年发电量宜按公式(2)计算：式中：Q——潮流能发电机组的理论年发电量，单位为千瓦时(kW·h);Nh——模拟年份的总小时数，单位为小时(h);NB——潮流能发电机组功率曲线上的速度区间总数；P(U;潮流能发电机组功率曲线上第i个速度区间对应的功率值，单位为千瓦(kW);U;——潮流能发电机组功率曲线上第i个流速区间对应的潮流平均速度，单位为米每秒(m/s);f(U₁)——潮流能发电机组功率曲线上第i个速度区间对应的流速年累计频率。潮流能电站理论年发电量宜按公式(3)计算：…………(3)式中：E——潮流能电站理论年发电量，单位为千瓦时(kW·h);m——潮流能电站机组数量；Qk——第k台潮流能发电机组理论年发电量，单位为千瓦时(kW·h)。10.4年上网电量潮流能电站的年上网电量宜按公式(4)计算：式中：Ee——潮流能电站年上网电量，单位为千瓦时(kW·h);Cer——综合折减系数，与电力传输损耗、机组检修时间、极端条件下的停机时间等有关；E——潮流能电站理论年发电量，单位为千瓦时(kW·h)。11技术报告潮流能电站发电量计算技术报告应包括但不限于：b)遵循的技术标准(本文件编号);c)目标海域环境概况：目标海域水文、气象、地质特征，气候灾害、地质灾害等，当地社会经济发展现状及能源需求等；d)资料收集：资料来源、数据质量等；查过程及调查结果等；f)机组选型与布局优化：潮流能发电机组选型、方案比选等；g)发电量计算：计算潮流能电站年发电量。6GB/T41340.1—2022(资料性)潮流能机组工程参数及阵列布局示例图A.1给出了交错式阵列布局的示意图。)(注：D——潮流能机组叶轮直径。图A.1交错式机组阵列布局示意图表A.1给出了发电量计算过程所需的潮流能机组工程参数的样例。表A.1某潮流能机组的工程参数样例流速区间m/s功率系数推力系数尖速比输出功率0～0.700000.7～0.90.42480.71568.750.9～1.10.42490.71560.42520.715629.570.42550.716647.000.42570.717670.190.42590.717699.990.42590.71562.1～2.30.42600.71362.3～2.50.39780.7122.5～2.70.30490.7112.7～2.90.23960.7094.96[4]IEC/TS62600-201:2015