风电专家张秀芝:建设台风风场模型,向深海推进

能见App 2021年10月19日 4991

2021年10月17日-20日,2021北京国际风能大会暨展览会(CWP 2021)在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京。

本届大会以“碳中和——风电发展的新机遇”为主题,历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“国际成熟风电市场发展动态及投资机会”“国际新兴风电市场发展动态及投资机会”“风电设备智能运维论坛”“碳达峰碳中和加速能源转型”等不同主题的15个分论坛。能见App全程直播本次大会。

其中,10月19日海上风电发展论坛隆重召开。风电专家张秀芝发表了题为西北太平洋历史台风风场重建的演讲。

以下为发言全文:

张秀芝:

大家上午好,我讲三个问题,第一个就是需求,有需求才干这件事情。第二个就是风场计算有一个模型,模型里面有些参数,参数是要进行测试的。最后是讲一讲70年的台风风场重建的过程是什么样的。

因为海上风电是这样的,逐渐是向深远海推进,作为深远海来讲比较远,你用气象站去推推不出来,推不准。这个时候要是算50年一遇,唯一可用的是通过台风风场模型。

这样就是通过台风的历史数据去计算每一个台风的风场。我们用的什么呢?用的台风模型,通常台风模型是这样的,有数据模型。这样算出来的东西,相对来讲作为风场来讲比较可靠,但是要算一个风场要花挺长时间,要算一个台风还可以,70年算下来是不可能的,计算能力远远把人算死了。下面是一个半经验半理论的模型,这种模型挺多的,最早是70年代日本人做的是最早的,逐渐逐渐地,原来是对称风场后来是非对称式风场。我们现在用的模型是这个模型,是1995年开发的模型。

三个模型很难同时去对它进行鉴定,我们采取了,先把第一个参数,最大风速半径定下,其它参数再去根据它选定以后往下确定。确定的过程就是这样的,这是确定最大风速半径的,我们是用的美国那套数据,通过用台风发生的月份还有维度,还有最大风速,再就是中心气压。

70年的计算是怎么算的?这个用了中央台发布的台风数据,中央台从2006年开始是每小时每小时的数据记录下来,台风所出的台风年鉴六小时一次。所以作为我们计算来讲,如果是六小时一次,路径走的很长,我们的计算是50公里作为一个网格,在海上对台风来讲做的太细意义也不大,本身台风是一个五六十公里大风半径,做的太细意义不是很大。我们就决定50公里分辨率,要是六小时的话,50公里就跨过去了,可能好几个网格就是空的。这样就做到每小时,2006年之前不是每小时作为一个线性内参。因为那个路径不是挨着经纬度走的,是偏走的,一项比较麻烦,以0度去计算,一竖就是距离内参出来。最后还有一步,咱们台风年鉴的数据是两分钟平均最大风速,我们工程上用了十分钟平均最大风速。所以为了设计可以用的,所以我们就查了很多的文献,包括80年代也做了很多参数,所以最后确定了是1.07这样一个比例系数,把台风风速变成10分钟。我是做到每小时,完了以后变成10分钟,在这个数据基础上再进行计算。

你要算长江口以北也要算出来50年一遇是多少,如果有台风的话肯定是最大的,如果这一年没有台风,我们有船舶资料,船从那里走,我有台风计算的数据,没有台风情况下,现在的大船都能抗九级风以上,没有问题,不去避航。我们一般的船,我们的船都要避航进港,还有一种就是卫星数据,我们现在收集了全世界,曾经在天上运行过的卫星的数据同步在做这件事。卫星数据做好之后,卫星数据最大风速是25秒米,最大寒潮或者冷空气,20秒米基本上抓到了大风。所以北边来讲,如果没有台风这一年,我们就通过其它方式去捕,到最后还是要做成50公里全网格都有数据。

大家总在问,数据什么时候出来我们能用,我们是想这样的,因为做一年挺费时的,我们是想做完40年,做完40年以后先出一版,大家可以用。等到估计70年算完得明年上半年了,因为这个量太大,而且我们是每一个台风都要前面做检验,它不行就得重新算,我要保证最强的台风,我能算准。因为最强的台风是影响风电场的设计值最关键的一个值。谢谢大家!

 

(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)