干货

图1风电场地形分布(左图WT软件拟合,右图GIS软件拟合)

(2)如果场区较大或者地形复杂的风电场,场内有测风塔,但代表性不足,需要进行加密测风。利用现有测风数据,模拟分析场区资源,选择合适的加密测风位置。2441#位置是场区最高点,无遮挡,但位于风电场边缘,风电场又是山地风电场,故应该加密测风,利用测风塔的数字定位法,它耦合了数值天气模式和GIS技术,利用已有测风塔模拟风电场风功率分布(见图2),并参考GIS模拟场区走势,拟在风电场西侧和东侧山梁各补立一座测风塔,海拔高度分别为1635m和1659m,进一步摸清此区域的风能资源,为后期的微观选址提供可靠依据。

图2加密测风塔分布图(黑点处)

1.3微观选址

风电场微观选址,是在宏观选址选定的小区域中确定如何布置风力发电机组,使整个风电场具有较好的经济效益的过程。

1.3.1风电场地形图测量

风电场初步设计需要在风电场实测1∶2000地形图基础上,同时对升压站、吊装平台及道路带状图工程进行测量,精度比例为1∶500。利用GPS RTK测量技术,对项目区进行全野外数字测量,利用南方CASS软件和GIS软件进行内业处理,最终形成地形图。地形图包括等高线、居民区、民用线路、管线、信号塔、河流、道路等要素。为更好地管理与分析这些标志数据,一般要进行统一的投影设置、格式转换、重采样等操作。

1.3.2风力发电机组定位

在进行野外定位前,需要收集所有纸质和电子的地图,利用GIS软件进行校正,处理地形要素和等高线等,矢量化地物,制作地表粗糙度,根据当地风向布置风力发电机组,风机距离村庄一般不小于500m(或600m),风机距离线路道路一般大于200m。距离矿区一般要满足爆破安全距离,大于300m等,安全距离均应满足当地规定,再利用GIS软件建立敏感要素的缓冲区,指导风电机组避让。现场微观选址时,根据风电场附近至少3个国家大地控制点及点之记文件,利用基站和RTK仪器采集控制点信息后,将投影高程信息引到风电场内,使风电场内点位的采集准确。

1.3.3 GIS在风电场支持性文件上的应用

在办理项目核准之前,需要得到有关环保、地矿、军事、文物等方面的批复,准确确定风电场和风机的位置尤为重要,但是由于省级和地方国土局,林业局,环保厅各部门之间用的软件和地理投影不同,需要利用GIS软件进行相应转换,才能精确相对位置,如果风电场和风机未占用敏感地带,各部门会为该风电项目出具相应的支持性文件,以便项目顺利开展。

2 GIS在建立风电产业数据库的应用

风能资源空间数据库主要包括风能资源基础数据和下垫面背景数据。空间化处理风能资源专业观测网测风塔获取数据、参证气象站数据、数值模拟产品、详查区数据、风电场数据等风能资源基础数据,生成图形产品,输入风能资源空间数据库。将基础地理信息数据、遥感影像数据、交通信息数据、电网信息数据、气象灾害区划数据等下垫面背景数据,经过数据格式转换、地理坐标系统转换、地理定标、数据质量检查之后,输入风能资源空间数据库。风能空间数据的建立便于进行数据检索查询[2]。避免出现两家以上能源开发公司选择风电场出现重合的情况,故建立风电产业数据库有十分重要的意义。

3 GIS在风功率预测技术上的应用

为了能保障电网稳定和安全运行,同时接纳有规模的风电,建立一套风电功率预测系统是很有必要的,随着风电装机规模的不断扩大,电网和风电场企业均会更加重视风能预报系统,基于GIS的风能预报技术作为风能预报系统的核心部分,随着资料的充实和完善,必将形成对国内典型风电场资源具有记忆功能并自适应的一门专有应用型技术[3]。基于GIS技术,利用时间序列法和神经网络法,制作风能预报技术方案,能够适应各种地形,使预报时间更短、精度更高。

4 结语

GIS在风电行业中不仅运用地图学、遥感,全球定位、测量等理论知识,同时也利用了GIS的软件工具,GIS技术被应用在风电场选址、产业数据库的建立和风功率预测方面,具有显著技术优势。因此GIS技术是风电行业发展中必不可少的技术之一。

作者简介：

刘敏(1984—)，女，汉，吉林公主岭人，硕士，工程师，供职于北京乾华科技发展有限公司，主要从事风资源评价工作。

参考文献

[1]GB/T 18709-2002,风电场风能资源测量方法[S].

[2]李茂勋.基于GIS的中国风电产业数据库建设与应用研究[J].测绘通报,2009(1):60-63.

[3]胡立伟.基于GIS的风能预报技术[J].学术研究,2007(6):3741.

来源:中国知网 作者:刘敏返回搜狐，查看更多