文档名：考虑风电场需求的广域水平风速与雷电活动特征分析
摘要：广域水平风速和雷电活动信息是风电场选址与运维的基础数据,基于卫星观测下美国NASAMERRA-2系统和欧洲ECMWF-ERA5系统的广域风速再分析数据,讨论上述两套系统得到的广域平均风速数据的差异.通过2017-2019年三年间的平均数据分析全球水平风速的分布规律与特征;同时,依据全球雷电探测网测得的雷电活动数据,研究全球雷电活动特征及其与水平风速之间的关系.通过分析首次发现广域条件下水平风速和雷电活动的相关性,雷电活动频发在长期平均水平风速为2～5m/s的情况下;水平风速增大时,雷电活动逐渐减弱;水平风速超过15m/s后,雷电活动明显减少.该文可为风电场选址与运维提供统一测量手段下的大区域风速和雷电活动相关信息,为风能利用提供保障.
Abstract：Globally,the77.6GWofnewwindpowercapacitywasconnectedtopowergridsin2022,bringingtotalinstalledwindcapacityto906GWandagrowthof9%comparedto2021.Intheresearchonwindspeedassessment,thereisalackofunifiedmeasurementofwindspeedoverlargeregionsoreventheglobeduetodifferencesinmeasurementinstrumentsandlimitationsintheirlong-termmaintenance.Informationaboutthecharacteristicsofwindspeedsonabroadandglobalscaleisindemandforwindturbineregimes.Meanwhile,windturbinesareinlargegeometryandoperateinwide-openenvironments,whicharepronetolightningstrikesandgetdamagedtoshutdown,evenaffectingtheconnectedpowergridwiththeoutputpowerofasinglewindturbineincreasingtoseveralmegawatts(16MWfortheworld'slargestwindturbinein2023).Differentregionsexhibitdistinctcharacteristicsoflightningactivity,resultinginsignificantvariationsintheprobabilityoflightningstrikestowindturbines.Forinstance,5.6outof100windturbinesarestruckbylightningperyearincoastalareas.Incontrast,itis14of100windturbinesperyearinmountainousregions.Theacquisitionofinformationaboutthelightningdensityoverlargeregionsoreventheglobeisalsoanotherdrivencallforthesitingandoperationofwindturbines.Windfarmspreferlocationswithexcellentwindresourcesandfewerlightningstrikes.Theidentificationofregionswithbothgreatwindspeedandlowlightningstrikedensityremainsachallenge.Toresolvesuchachallenge,wefirstneedtoaddressthequestionthat,isthereanycorrelationbetweenwindspeedsandlightningactivity.Ifwindblowinginteractswithlightningactivities,theinteractionswillhelpfindapathtoidentifytheregionswithbothgreatwindspeedandlowlightningstrikedensity.Therefore,weanalyzedthedistributionofwindspeedsandlightningactivityoverAsiaduringthreeyears(2017-2019).Thelightningdataandwindspeedsareanalyzedbymatchingboththetimeandspacedomains.AnegativecorrelationbetweenhorizontalwindspeedsandlightningactivityhasbeenfoundinAsia.Lightningactivityismorefrequentwhenthelong-termaveragehorizontalwindspeedisabove2m/sandbelow5m/s.TheconclusionsprovidevaluableinformationaboutwindspeedsandlightningactivityoverAsia.
作者：赵泽洋 刘亚坤Author：ZhaoZeyang LiuYakun
作者单位：上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240
刊名：电工技术学报 ISTICEIPKU
Journal：TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety
年，卷(期)：2024, 39(11)
分类号：TM614
关键词：水平风速 雷电 MERRA-2 ECMWF-ERA5
Keywords：Horizontalwindspeed lightning MERRA-2 ECMWF-ERA5
机标分类号：P427.32P314.1TP311.13
在线出版日期：2024年6月18日
基金项目：国家自然科学基金，上海市自然科学基金资助项目考虑风电场需求的广域水平风速与雷电活动特征分析[
期刊论文] 电工技术学报--2024, 39(11)赵泽洋 刘亚坤广域水平风速和雷电活动信息是风电场选址与运维的基础数据,基于卫星观测下美国NASAMERRA-2系统和欧洲ECMWF-ERA5系统的广域风速再分析数据,讨论上述两套系统得到的广域平均风速数据的差异.通过2017-2019年三年间的...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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