ГОСТ Р 54418.1-2012 (МЭК 61400-1:2005) Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 1. Технические требования

Приложение E
(справочное)

Прогнозирование распределения ветра для площадок размещения ВЭУ на основе метода "Измерение - сопоставление - прогноз" (ИСП)

Оценка пригодности ВЭУ для размещения на конкретной площадке требует определения критических для проекта параметров скорости ветра на данной площадке. Для выполнения оценки часто бывает недостаточно данных, даже измеренных в одной точке на площадке размещения. Однако можно создать расширенный ряд данных с помощью экстраполяции, основанной на рядах данных долговременных наблюдений, полученных для другого местоположения. Методы ИСП являются средством, позволяющим создать расширенный ряд данных. Приведенные ниже объяснения взяты из работы "Прогнозирование экстремальной скорости ветра на ветроэнергетических площадках, ряд руководящих документов, подготовленных по контракту ETSU W/11/00427/00" Национальным подразделением ветроэнергетических и климатических исследований Университета Восточной Англии.

E.1 Метод "Измерение-сопоставление-прогноз" (ИСП)

Метод ИСП имеет несколько видов, в которых изменяются период осреднения данных и характер их направленности. Версия, изложенная здесь, основана на почасовых данных, полученных параллельно на площадке ВЭУ и соседней метеорологической станции (МС). Эти данные взаимозависимы и используются для получения уравнений линейной регрессии для всех секторов. Угол сектора, составляющий 30°, является совместимым с используемым МС. Наборы данных, используемые для получения уравнений регрессии, должны быть максимально длинными, как минимум обеспечивать полное покрытие полной части любых сезонных изменений.

E.2 Применение для вычисления среднегодовой скорости ветра и распределения

Вышеупомянутые уравнения регрессии применяются к долговременным данным МС сектор за сектором. Чтобы исключить кратковременные вариации, необходимо иметь данные МС для достаточно долгого периода (по крайней мере, 7 лет). В результате получаются почасовые средние данные для площадки. Полученные средние данные должны быть преобразованы в вероятностное распределение для оценки площадки.

E.3 Применение для вычисления экстремальной скорости ветра

Классическим методом для прогнозирования экстремальной скорости ветра является модифицированный анализ Гумбеля (например Best Leiblein Unbiased Estimators (BLUE), описанный в "Руководстве для проектировщиков по расчету ветровых нагрузок строительных конструкций" N J Cook, Butterworths, 1995). В данном расчете рекомендуется рассматривать ряд данных, представляющих период не менее десяти лет.

Также возможно применить метод независимых штормов (МНШ), в основу которого положен метод Гумбеля. Данный метод, также описанный Куком, основан на использовании более, чем одной точки в наборе годовых данных. Названный метод может использоваться для рядов данных, продолжительность которых составляет семь лет. В соответствии с МНШ выбираются отдельные штормовые пиковые скорости ветра путем сравнения с пороговыми значениями и фильтрацией по времени, чтобы гарантировать принадлежность значений величин независимым событиям.

Коэффициенты регрессии, учитывающие специфические особенности секторов, используются в таблице почасовых максимальных скоростей ветра на МС для годовых данных (базовый анализ Гумбеля и штормы МНШ) и секторов. Аналогичная таблица также создается для площадки ВЭУ. Для каждого года извлекается наибольшая наблюдающаяся на предполагаемой площадке величина скорости, которая используется в методе Гумбеля.

Использование здесь этих коэффициентов является обоснованным, так как они были получены из средних почасовых данных и применяются к средним почасовым данным. Этот метод не предполагает, что секторы на предполагаемой площадке и базовой, в которых возникают максимальные величины скорости, должны совпадать. Максимальные величины скоростей на предполагаемых площадках рекомендуется более точно определять с помощью коэффициентов регрессии, учитывающих специфические особенности секторов, принимая во внимание специфические особенности площадки.

Выбор подходящего периода повторяемости в расчете экстремальных величин должен принимать во внимание число событий в год.

Параметры порыва ветра должны быть определены из данных, полученных на площадке, или теоретическими методами.