极端天气与建筑物对风资源特性影响的研究

发布时间：2022-10-08 20:24

　　在全球气候普遍变暖的情况下，极端天气出现的频率逐渐增加，对实际生产生活带来了诸多影响。与此同时，十八大的胜利召开，加快了我国城市化进程，城乡一体化中建筑群特别是高层建筑群的数量不断增多。由于建筑物的存在，附近风资源特性发生了一定的变化。然而当前，风资源特性的评估主要依赖气象站资料或测风塔数据，并未考虑极端天气和建筑物因素给风资源特性带来的影响。本文选取我国最大风电场——新疆达坂城作为研究对象，结合当地气象站资料，探讨极端天气和建筑物对风资源特性的影响，并从理论和数值分析两个方面进行了阐述。研究结果表明：在极端温度的作用下，风速发生了一定的变化，同时对风力机叶片性能产生一定影响。相对于年平均气温，在年极端最低温度的作用下，叶片的等效应力、等效应变、位移矢量和分别增加了236%、235%、278%。在进一步的疲劳寿命分析中，叶片根部的疲劳寿命明显减少。当建筑物处于风电场上风向时，建筑物的形状、方位、高度以及和风电场的距离均对风资源特性有影响，在建筑物特性因素的综合作用下，风资源特性呈现一定的减小，风电场发电量逐渐减小。随着建筑物形状的增大、高度的增加、距离风场越近，发电量相对减小了9.4%... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 课题研究的背景
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 风资源评估的研究历史
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 国内现状
        1.4.2 国外现状
    1.5 课题研究的主要内容
第二章 风资源特性综述
    2.1 风的形成
    2.2 风资源特性参数
        2.2.1 平均风速
        2.2.2 风向频率
        2.2.3 风能方向频率
        2.2.4 有效小时数
        2.2.5 年平均风功率密度
        2.2.6 威布尔（Weibull）分布参数 k、c 的估算
    2.3 影响风资源特性的因素
        2.3.1 影响风资源特性的因素分析
        2.3.2 自然因素——极端天气
        2.3.3 社会因素——建筑物
第三章 极端天气与风资源特性
    3.1 极端天气
    3.2 极端天气对风资源特性的影响
        3.2.1 温度和风速二者的拟合曲线
        3.2.2 温度和风速关系分析
第四章 极端天气下的风资源对风力机叶片性能的影响
    4.1 极端温度对风力机叶片性能影响的有限元分析
        4.1.1 有限元分析软件——ANSYS Workbench
        4.1.2 模拟结果
    4.2 模拟结果分析
    4.3 风力机叶片对风力发电的影响
第五章 建筑物与风资源特性
    5.1 城市化进程
    5.2 建筑物的结构特点
        5.2.1 建筑物的形状
        5.2.2 建筑物的方位
        5.2.3 建筑物的高度
    5.3 建筑物对风资源特性的影响
    5.4 建筑物对风资源特性影响的数学模型建立
        5.4.1 数学模型的参数关系
        5.4.2 三维数学模型的建立
第六章 建筑物对风资源特性的数值模拟分析
    6.1 WASP 风资源评估软件
    6.2 WASP 软件对风资源的评估
        6.2.1 建筑物在 WAsP 软件中的表示
        6.2.2 不同数学模型在 WAsP 软件中的数值模拟
    6.3 模拟结果
    6.4 模拟结果分析
第七章 综合因素影响下的风资源分析
    7.1 FLUENT 流体软件
    7.2 FLUENT 软件模拟综合因素影响下的风资源
        7.2.1 建筑物
        7.2.2 风电场
    7.3 模拟结果分析
第八章 结论与展望
    8.1 论文的工作总结
    8.2 论文的创新点
    8.3 课题研究的展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]平均有效风能密度估算的误差分析[J]. 贾宁,曾利华.  现代电力. 2013(01)
[2]全球极端天气研究的情报学分析[J]. 李范,马驰,黄德生.  现代情报. 2012(09)
[3]极端天气[J]. 刘志明.  商业时代. 2012(23)
[4]利用10m高度风速推算风机轮毂高度平均风功率密度[J]. 王志春,丁凌云,黄天宋,植石群.  气象科技. 2012(04)
[5]应对极端天气常态化[J]. 罗博,郭远明,吴涛,商意盈.  瞭望. 2012 (21)
[6]2011年极端天气和气候事件及其他相关事件的概要回顾[J]. 陈洪滨,范学花.  气候与环境研究. 2012(03)
[7]新疆城市化历程及动力分析[J]. 聂春霞,刘晏良.  商业时代. 2012(12)
[8]1951～2008年北京极端天气事件分析[J]. 李书严,马京津,轩春怡,王冀.  气候与环境研究. 2012(02)
[9]中国风电装机容量2050年目标将提高到1000GW[J].   变压器. 2012(03)
[10]风力发电复合材料叶片的研究进展[J]. 周红丽,王红,罗振,刘进荣,汤扬阁.  材料导报. 2012(03)

博士论文
[1]风能资源数值模拟及其在中国风能资源评估中的应用研究[D]. 张德.兰州大学 2009

硕士论文
[1]山东省风能资源分析评估[D]. 王金霞.兰州大学 2007



本文编号：3688373