氣候變化下極值風(fēng)速地域性演化及對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響分析.pdf

1、作為一種典型的高聳建筑，風(fēng)力發(fā)電機(jī)屬于風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載是進(jìn)行風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和選型的關(guān)鍵指標(biāo)。傳統(tǒng)上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)在氣候模式固定的前提下，利用歷史氣象觀測數(shù)據(jù)確定多年一遇極值風(fēng)速及極端風(fēng)載荷，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的壽命長達(dá)20余年，如氣候模式在其壽命期間隨氣候變化發(fā)生改變，風(fēng)速的極值分布可能會有明顯變化，這將對按固定氣候模式進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型風(fēng)機(jī)的可靠性造成突出影響，亟待展開相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的評估。
　　為搞清多年一遇極值風(fēng)速在氣候

2、變化條件下的地域性演化特征，選用我國風(fēng)能資源開發(fā)熱點(diǎn)的內(nèi)蒙古、華中山區(qū)和江浙沿海等地六站點(diǎn)1973年至2012年地面風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)，將其以1992年為界分為前后兩段展開研究。為判明風(fēng)速極值分析中常用的基于廣義極值分布的年極值抽樣法和基于廣義Pareto分布的跨閾法和獨(dú)立風(fēng)暴法的適用性，采用QQ圖、KS檢驗(yàn)和安德森-達(dá)林檢驗(yàn)等擬合優(yōu)度檢驗(yàn)方法進(jìn)行比較分析。經(jīng)適用性檢驗(yàn)指出，廣義Pareto分布能更好地刻畫所研究站點(diǎn)風(fēng)速的極值分布，而基于獨(dú)立

3、風(fēng)暴法抽樣的數(shù)據(jù)因具有較好的極值樣本獨(dú)立同分布特性，適用性更優(yōu)于 POT法抽樣樣本。針對基于廣義Pareto分布極值估計(jì)的閾值選取難題，提出基于參數(shù)估計(jì)圖比較和剩余壽命函數(shù)法相結(jié)合的方式確定閾值。針對所選站點(diǎn)風(fēng)速數(shù)據(jù)的分析表明，該方法可有效克服單純采用剩余壽命函數(shù)法存在的閾值特征不明顯、難以直觀判斷適合閾值的缺陷，能較準(zhǔn)確可靠地確定閾值選擇基準(zhǔn)。
　　為評估氣候變化所致極值風(fēng)速的地域性變化特征，結(jié)合各站點(diǎn)前后20年風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)，利

4、用基于廣義Pareto分布的獨(dú)立風(fēng)暴法計(jì)算了對風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和選型有突出影響的五十年一遇和一年一遇極值風(fēng)速。分析發(fā)現(xiàn)長時(shí)間尺度上氣候模式的變化不但可能引起多年一遇極值風(fēng)速的明顯變化，而且這種變化有較為明顯的地域性分布特征。對五十年一遇極值風(fēng)速而言，內(nèi)蒙地區(qū)站點(diǎn)呈顯著下降趨勢，華中山區(qū)站點(diǎn)基本持平，而江浙沿海地區(qū)則呈現(xiàn)上升趨勢；各站點(diǎn)一年一遇極值風(fēng)速均有明顯下降，但變化趨勢與五十年一遇極值風(fēng)速有異，且沒有明顯的地域性特征。根據(jù)前一時(shí)段數(shù)據(jù)估算的