DLT5158-2002电力工程气象勘测技术规程.pdf 69页

'中华人民共和国电力行业标准DL/T5158一2002电力工程气象勘测技术规程Technicalcodeofmeteorologicalsurveyingforelectricalpowerprojects主编部门:西南电力设计院批准部门:中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号:国家经济贸易委员会公告二00二年第22号 DL/*F5158-2002前言本标准是根据国家经贸委电力司《关于确认1999年电力行业标准制、修订计划项目的通知》(电力[2000]22号)的安排制定的。本标准是在总结国内电力工程气象勘测几十年经验的基础上，结合近几年的研究成果进行编制的。在编制过程中，编制组进行了广泛的收资和调研，同时参考了有关国内的先进标准。本标准共分6章和2个附录，主要侧重于第5章风和第6章导线覆冰，此两章中对设计风速和导线覆冰厚度的计算方法、取值分析作出了规定，还对架空送电线路的风区、冰区划分作出了规定。对于第4章常规气象条文从简，但其内容基本覆盖了常规气象项目。本标准的附录A、附录B为标准的附录。本标准由电力行业电力规划设计标准化技术委员会提出并归口o本标准起草单位:西南电力设计院。本标准主要起草人:张良忠、熊海星、尹亮、刘渝、{廖祥林{。本标准委托国家电力公司电力规划设计总院负责解释。 1范围本标准规定了电力工程气象勘测的内容与技术原则。适用于新建、扩建和改建的大型发、送、变电工程及微波、光纤通信等电力工程的气象勘测。上述范围外的电力工程气象勘测也可参照执行。 2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB50009-2001建筑结构荷载规范JTJ213-1998海港水文规范中央气象局编定(1979)地面气象观测规范 3总则3.0.1气象条件的分析计算必须重视基础资料，应对其进行代表性，可靠性和一致性审查。3.0.2计算短缺资料地区的设计风速与冰厚时，尽可能应用几种方法，对各方法的计算成果应进行综合分析，合理选定。3.0.3工程地(点)距当地气象站较远，且地形条件差异较大时，应根据设计需要建立短期气象观测站、测风站、观冰站，以获取必要的实测资料。3.0.4火力发电厂空冷系统和风力发电场需要的气象资料比较特殊，当地气象站资料不能满足要求，应在工程地(点)建立专门气象站开展风速、风向、气温等连续观测。3.0.5在电力工程施工过程中或竣工投产后，当遭遇异常的大风、导线覆冰等灾害事故时，应及时会同设计人员赴现场查勘，对设计气象条件进一步分析论证，并建议采取相应的工程措施。3.0.6电力工程气象勘测应在不断总结经验的基础上，积极慎重地采用国内外成熟的新理论、新方法和新技术。 4常规气象般规定4.1.1气压、气温、湿度、风速、地温、天气日数等气象要素的均值项目采用日、旬、月、年和累年平均值，降水、蒸发采用日、旬、月、年总量值和累年总量平均值，极值项目按设计要求提供一定时间长度内的最大(多)、最小(少)值及出现时间。4.1.2最大积雪深度、最大冻土深度、降雪日数、积雪日数、结冰日数、雨淞日数、雾淞日数、冻融交替次数按年度(每年7月到次年6月)统计，其它项目按年统计。4.1.3常规气象资料统计年限除按项目要求外，一般应有20年以上资料;不足20年时可选用邻近地形、气候条件大体一致的气象站长期资料，通过差值法、比值法和相关分析等途径进行订正;无资料地区宜通过设站对比观测移用邻近地区气象站资料，或通过分析地区气候等值线图确定。4.2相应气象要素和冻融次数4.2.1近期连续不少于5年最炎热时期(3个月计)频率为10%的日平均湿球温度，应用点绘累积频率曲线或分级统计法获得，其相应的日平均干球温度、相对湿度、风速、气压应选取10%的日平均湿球温度出现日的对应值。4.2.2离地lOm高50年一遇l0min平均最大风速相应的最低气温，应在实测l0min平均最大风速系列中挑选与设计风速相等或相近值出现时的最低气温4.2.330年一遇最低气温相应的lOm。平均最大风速，应在实测最低气温系列中挑选与设计最低气温相等或相近值出现时的l0min平均最大风速。4.2.4覆冰同时气温应挑选历年最大一次覆冰过程中的最低气 温。4.2.5最近10年最多冻融交替循环次数，应按每年寒冷季节日极端最低气温从+3.0℃以上降至一3.0℃以下，然后再回升到+3.0℃以上算1次冻融交替循环，求得最近10年最多冻融交替次数。4.3雪压4.3.1基本雪压应按下式计算So=ShP,g(4.3.1)式中:So—基本雪压，kN/m2;Sh—基本积雪深度，为50年一遇值，m;P,—积雪密度，t/m3;g—重力加速度，9.8m泞4.3.2基本雪压可按照“B50009定义。基本雪压值可按下列方法确定。1当地有10年以上年最大雪压资料(包括积雪深度和密度)时，可直接进行频率计算，确定50年一遇基本雪压。2当地的年最大雪压资料不足10年时，可通过附近气象站的长期资料对比分析确定。3当地无雪压资料时，可通过对地形、气候的分析，并参照全国基本雪压分布图分析确定。4.3.3山区的基本雪压应通过实际调查后确定，如无实测资料，可按当地空旷平坦地面的基本雪压值乘以系数1.2采用。4.4气象辐射4.4.1太阳总幅射应按实测资料统计确定，无资料地区总辐射可按下式计算Q=Qo(0.29+0.557S)(4.4.1一1)5 Q一Qo[O.18+(0.55+11e11)S](4.4.1-2)式中:Q—总辐射量，kWh/m2;Qo—理想大气总辐射量，kWh/m2;S—平均日照百分率，%;e—平均水汽压，hPao公式(4.4.1-1)适用于我国西北干旱区(包括新疆、甘肃西部和柴达木盆地)，其它地区应采用公式(4.4.1-2)04.4.2太阳直接辐射、天空散射辐射和净全辐射(辐射差额)应按实测资料统计确定，无实测资料地区可用邻近地区实测资料进行修正后采用。4.5山区气象要素估算4.5.1山区工程地(点)气压可按下式计算Zl-z2Pi二P21018400(1+ac)(4.5.1-1)式中:Pi—高山工程地(点)气压，hPa;P2—平地气象站气压，hPa;Z1—高山工程地(点)海拔高度，m;Z2—平地气象站海拔高度，m;a—常数，a=1/273;t—空气柱平均温度，℃。、一告(t,+t2)(4.5."1一2)式中:t1—高山工程地(点)气温;t2—平地气象站气温4.5.2山区工程地(点)气温应按当地或附近地区的气温随高度变化公式计算;无资料的可按中纬度地区自由大气年平均气温直减率0.60C/100m计算。 4.5.3山区工程地(点)降水量应按当地或附近地区降水随高度的变化关系计算，还应考虑地形对降水的影响。4.5.4山区无资料地区的湿度、蒸发、天气日数(雨、雪、雾、积雪、雷暴日等)可按附近平地气象站资料进行订正 5风般规定5.1.1设计风速的计算高度和重现期，电厂、变电所要求离地lom高、50年一遇;330kV及以下架空送电线路要求离地15m高、15年一遇;500kV架空送电线路要求离地20m高、30年一遇;架空送电线路大跨越220kV-330kV线路重现期要求采用30年一遇，500kV线路重现期要求采用50年一遇;也可根据设计要求确定。5.1.2应用气象站风速资料时应进行高度订正和次时换算，高度订正可用指数公式;次时换算可用当地推广使用的公式。应尽量搜集自记风仪记录的风速资料，严格审定定时2min平均风速资料。5.1.3设计风速计算应进行大风调查。大风调查应有两人以上进行，并当场记录。山区风速和滨海风速宜广泛进行搜资调查，掌握区域性资料。对风灾现象应进行拍照，有条件的可进行录音、摄像。确定设计风速是一个综合分析过程，宜进行研究量化。风区划分应依据充分，划分合理，能反映工程地的真实情况。5.1.4风力发电场建设应通过当地气象资料分析计算风资源概况，同时在风力发电场场址建立专用测风站，连续观测风速风向，并与当地气象站同期观测资料进行相关分析，作出风力发电场风力资源的评价。5.2设计风速5.2.1气象站设计风速应经过以下几个步骤进行计算。1对气象站风速原始资料要进行代表性、可靠性和一致性审查，对突出的特大风速可通过大型天气过程分析、资料系列的 不均一性分析、地区比审、气象要素相关、查阅史籍记载等方法进行审查。2风速高度订正，可按指数公式进行Vz一V1(瓷)“(5.2.1一1)式中:VZ—高度为Z处的风速，m/s;Vl—z，高度处的风速，m/s;2—设计高度，m;Z1—风速器离地高度，m;a—地面粗糙度系数。地面粗糙度系数可按表5.2.1-1选用。气象台站在开阔平坦地区，地面粗糙度一般按B类考虑。表5.z.1-1地面粗糙度系数a表类别地面特征A0.12近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的中小城镇和大城B0.16市郊区C0.22有密集建筑群的城市市区D0.30有密集建筑群且房屋较高的大城市市区3气象站风速资料为定时观测2min平均或瞬时极大值时，应进行观测次数和风速时距的换算，统一订正至我国GB50009所要求的自记10min平均风速，次时换算公式为V10mm=avT=,;n+b(5.2.1一2)式中:Vl0=,;.1Omin平均最大风速，m/s;VTmm—定时2min平均或瞬时最大风速，m/s;a,b—系数，可通过搜集当地分析成果或根据资料计算确定。也可参照表5.2.1-2采用。 表5.2.1-2风速次时换算公式系数a,b值表时距地区a一时距地区ab东北0.973.96华北华北0.887.82西北0.650.5004北0.855.21东北西南0.756.17云南0.6258.04}四川1.25西南0.66F0沼。瞬山东0.8555.44日寸一、山西南、北部0.8347.40与云南一时100.70一1.60山两中部0.7498.56贵州nln华东及安徽长江以南0.788.41平!5to安徽长江以北1.033.76华南0.73一2.80均一半江苏1.1841.49风{均华中0.737.00速一风华东广东1.003.110.69一1.38华中福建0.914.96广西0.7934.71河北、北京0.814.72渤海0.751.00大津0.8644.64海面一‘北海0.9042.794进行频率计算。当气象站有25年以上的年最大风速资料时，可直接进行频率计算推求气象站设计风速。当气象站风速资料短缺时，可选择邻近地区地形、气候条件相似，有长期风速资料的气象站进行相关分析，展延资料序列后计算设计风速。气象站设计风速应采用P-皿型分布或工型极值分布进行频率计算。5.2.2大风调查的原则及要求为:1应先拟定调查提纲，确定调查范围和调查点，以及搜资调查单位和内容。调查要求认真、仔细、真实;调查资料应全10 面、清楚、可靠。2一般应在工程地(点)附近3km-5km范围内进行。大风调查，对于特殊地区(如峡谷、海岸等)可适当扩大调查范围。对发电、变电、微波站、光纤站工程调查点不得少于3个，每个调查点调查对象不得少于2人;对送电线路工程应进行沿线调查，宜5km-10km布设一个调查点，对山口、谷口、山顶等特殊地形点应进行微地形、微气候调查，了解风速的增大影响。对区域性大风灾和电力工程风灾事故，可组织专门调查，调查范围和调查点根据实际情况决定。3大风调查对象应是电力、邮电线路设计、运行维护和事故抢修人员;长期从事气象、勘测、巡线和供电安全检查人员;林区生产管理人员;民政救灾人员和当地居民。4大风调查内容应包括:1)大风发生时间、持续时间、风向、风力、同时天气现象(雷雨、冰雹、寒潮、热带风暴)、主要路径、影响范围、重现期(一般用经验频率估算)。2)大风对电力、邮电通信线路、房舍、树木、农作物和其它建筑物的损毁情况。3)风灾事故现场的地形、高程、气候、植被情况5调查应搜集的相关资料包括:1)县志等史料中记载的历史风灾情况和气象站、档案馆等有关单位保存的风灾灾情报告。2)工程地(点)附近已建电力、邮电通信工程和有关建筑物的设计风速、运行维护情况，以及发生风灾的灾J晴报告和事故修复标准。3)区域建筑、气象部门对风速风压的研究成果、报告和地区风压图。6调查资料应在现场整理、评审和编写调查报告。5.2.3山区风速应按工程实际情况通过大风调查和对比观测，分析移用附近气象站设计风速。在一般情况下，可用山区风速调 整公式(5.2.3)计算Vo=K,Vq(5.2.3)式中:VO—山区设计风速，m/s;K,—山区风速调整系数;Vy—气象站设计风速，m/s,山区风速调整系数，尽可能采用实测资料分析成果;无实测资料可按表5.2.3采用。表5.2.3山区风速调整系数山区地形条件{调松系数山问盆地、谷地等闭塞地形R7-0.92与大风方向一致的谷口、山口10-1.235.2.4海滨风速应按以下原则执行:1沿海海面和海岛的设计风速，有实测资料者采用实测资料计算，缺乏实测资料者可按陆地上的设计风速乘以表5.2.4所列调整系数采用。表5.2.4海面和海岛风速调整系数距海岸距离调整系数1m<401.0040-601.00-1.0560-1001.05一1.102侮溟电力工程设计风速取值，不仅要作单站风速计算，还要作工程地(点)附近各站(包括海岛、海岸)的风速计算分析和大风调查，并考虑工程地(点)与台站的地形差异等影响风速的因素，经综合分析后确定设计风速。有条件的工程应设站对比观测5.2.5工程地(点)设计风速的确定，须考虑参证气象站地形对设计风速的影响订正，须与地区风压分布图进行对比分析，须 结合当地建筑物采用风速与调查大风资料进行综合分析。5.2.‘对于架空送电线路应分段划分风区，一般风区级差为2m/s-5m/s，也可根据实际需要划分。风区划分的原则为:1一个风区段内各点的设计风速基本相等。2一个风区段内属同一气候区，形成大风的天气条件大体一致。3一个风区段内地形条件类似，海拔相当。4对山口、谷口、山顶、盆地、山谷等特殊地形应酌情作加大或减小风速处理。5.3风压计算5.3.1基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地lom高统计所得的50年一遇1Omin平均最大风速为标准。基本风压计算公式为Wa=K,V0(5.3.1)式中:叭—基本风压，kN/m";K=—风压系数;Vu—离地lOm高50年一遇10min平均最大风速，m/so5.3.2风压系数K，值，在标准状态下，纬度45。的海平面处、水银柱高为760二标准大气压、气温为15℃时的千空气应采用1/1600.在非标准状态下，风压系数应按式(5.3.2-1)计算K=_合(5.3.2-1)式中:P—空气密度，标准状态下P一0.00125t耐。空气密度P计算公式为0.001276之二0.3781、P=1+0.00366t100000)式中:P—气压，Pa; t—气温，℃;e—水汽压，Paop,t,e可取当地多年平均值计算。5.3.3对于平坦或稍有起伏的地形;风压随高度变化的计算式为WZ=KZWo(5.3.3)式中:W,-Z高度处的基本风压，kN/M2;KZ—风压高度变化系数，可根据地面粗糙度类别(见表5.2.1-1)按表5.3.3采用。表5.3.3风压高度变化系数K,表离地面或粗糙度类别海平面高度ABCUm51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250.840.62301.801.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84602.121.771.350.93702.201.861.451.02802.271.951.541.11902.342.021.621.191002.402.091.701.271502.642.382.031.612002.832.612.301.9214 表5.3.3(续完)离地面或粗糙度类别海平面高度1】ABCD2502992.802t542.193003.122972.752453503123.122942.68400312312312291)4503123.123.123125.34山区风压可参照5.2.3山区风速处理方法。海滨风压可按照5.2.4规定的海滨风速处理方法。5.4风玫瑰图5.4.1风向频率玫瑰图一般分全年、夏季、冬季的，也可按设计要求而定。风向频率玫瑰图应按16个方位累年出现的频率绘制。风向频率资料应在近期10年以上。风向频率玫瑰图图面布置应上部为图形，下部为各风向和静风(C)频率表，静风频率应标在各风向中心的小圆圈内。5.4.2风速玫瑰图应按16个方向统计出的平均风速、最大风速和各级风速值绘制，风速资料应采用近期10年以上，图面布置与风向频率玫瑰图相同。5.4.3主导风向应选当地气象站累年各风向频率最大者(不包括静风)，无主导风向的(各风向频率接近)，应统计其累年平均合成风向表示。5.4.4工程地(点)的地形与附近气象站相差较大时，可通过调查或观测确定工程地(点)的主导风向。5.5风浪计算中风场要素的确定5.5.1在根据气象资料计算风浪(海浪)尺度时，一般应分析 确定风区、风速及风时等与风况有关的风场要素。风区长度应为风区上、下沿之间的距离。风速取值标准应为海面上lom高度处2min平均最大风速，设计标准同风浪标准。在风浪计算中应取代表一段时间间隔的海面风速，其风时一般为6h-12h.5.5.2在同一风区水域内，风速和风向应基本一致，风速差一般不宜大于2m/s-4m/s(高风速时取大值)，风向相差不宜大于士300。当影响计算点的风场范围较大时，可同时划出一个以上的风区。对于外海风区，在地面天气图上，可把等压线的走向或密度有显著改变处定为风区边界。对于风区长度小于20km的近岸风区，一般应以岸线作为风区分界。5.5.3当风区内有较可靠的海上测风资料时，应由此资料确定风区内的设计风速和风向。当风区内无较可靠的海上测风资料时，可参照岸站测风资料及天气图确定风区内的设计风速和风向。对陆地附近的水域，宜尽量使用船舶及岸站测风资料，并根据观测方法特点、天气形势、以及各种观测资料间的协调性等因素对测风资料进行检验，以确定风区内的设计风速和风向。5.5.4对于测风资料较少的外海区域，可根据地面天气图上的等压线分布计算风速，计算式为V=(0.010T+0.70)Vg(5.5.4-1)Vg=4p(24npwsintp)一，(5.5.4-2)式中:V离海面lom高处2min平均最大风速，m/s;Vg—地转风速，m/s;Ap—两条等压线间的气压差，hPa;△、—风区内有代表性位置处两条等压线的间距，即当地纬度距，(’);衬—空气密度，当气温为10r-，气压为1013.3hPa时，p}=0.00126g/cm3;。—地转角速度，a.=0.0000729rad/s; lp—风区的平均纬度;OT—风区内海水与空气间的温度差，℃，当气温大于水温时，OT为负值。中国各海区表层水温见表5.5.4,表5.5.4中国各海区表层水温表℃5.5.5对于代表一段时间间隔(6h--12h)内的海面风速V,可按下述方法确定:当风速随时间变化不大时，以平均风速作为代表值;当风速持续地上升或下降时，分别用式(5.5.5-1)、式(5.5.5-2)计算其代表值。V,=0.3Vk+0.7V(5.5.5-1)Vx=0.2Vk+0.8叭(5.5.5-2)式中:V—风速持续上升时的代表海面风速，m/S;Vx—风速持续下降时的代表海面风速，m/s;Vk—时段开始时刻的海面风速，m/s;17 Vi—时段结束时刻的海面风速，m/s.若风速在更长的时段内不断变化，可按其变化过程将总时段划分为几个较小的时间间隔(6h-12h)，然后分别计算各时段的设计风速。5.5.6对于选定的风区，若在时刻tI前风速小于5m/s，而从t，至时间t:风向大致相同，则在计算t:时刻的风浪时，t，与t2的时间间隔At即为其风时。若从t:至时刻t:风向变化不大，并且在t:时风区内已出现波高为从的风浪，此时应先计算等效风时，e(即在t:至t:间隔，产生波高为H:的风浪所需的风时，t。的计算见JTJ213.t:时刻的风时为△t十，。，此处△t=t:一t25.6风力发电场风能计算5.6.1风力发电场场址测风站应建在地形开阔、地势起伏不大，无屏蔽影响，代表性好的迎风地带;至少应连续观测1年以上风速风向。要求风仪离地lom高，有条件者可观测与风力发电机组预期安装轮毅高度处的风速风向。风速风向观测和记录及资料整编应符合我国《地面气象观测规范》要求。5.6.2风力发电场应搜集所在地气象站最近25年以上的风速、风向和累年气压、气温、湿度等气象资料，绘制风速日、月、年变化曲线或直方图，计算空气密度。对于场址测风资料应以当地气象站作为参证站，进行对比观测、相关分析和补长修正处理，提出的各级风速频率曲线、风向玫瑰图、风速玫瑰图、风能玫瑰图等应对风力发电场场址具有代表性。5.6.3平均风能密度，有效风能密度和有效风速时间的计算通常有两种方法:一是直接计算法，即根据逐时风速采用风能密度公式计算确定;二是间接计算法，即根据逐时风速或部分风速特征值采用某种概率分布拟合风的频率分布，由概率分布参数来估算确定，一般风速的概率分布应用韦布尔(weibll)分布。5.6.4有效风速的分级一般可从3.Om/s开始，分级间隔为 1.Om/s，分至30.Om/s止，也可根据拟选风力发电机组的特性参数和设计需要确定。5.6.5风力发电场设计应进行风向稳定性和风速随高度变化的分析，风向稳定性可通过计算全年或各季盛行风向频率分析，风速随高度变化应按本规程条文5.2.1处理。5.6.6在分析计算当地气象站和风力发电场测风站风速风向资料的基础上，应从风的成因、风速大小、平均风能密度、有效风能密度、有效风速时间及风的稳定性等方面，对风力发电场场址范围内的区域风力资源作出分析评价，编制风力资源评价报告。5.6.于风电场风机排列布置的基本原则是:风机排列的行应垂直于主导风能方向;单机发电量最大;尾流影响最小;充分考虑地形、植被和障碍物影响条件，最有效地利用风田风能资源;考虑风场噪声对附近居民的影响。对平坦、开阔的风电场，风机可布置成单列型、双列型和多列型，多列布置时前后行应错开排列，呈“梅花”型。一般行间距不小于六倍风轮直径，列间距不小于四倍风轮直径。对地形条件复杂的风电场，风机排布应视地形条件而定，优选方案，合理布局。5.6.5单机理论发电量应按照制造厂家提供的风机型号特征参数、功率曲线、推力曲线和风电场实测分级风速及出现频率、时数等资料进行估算。风电场理论发电量应根据其实测风况资料和预定风机位置、轮毅高度以及风机特征曲线等资料进行逐台风机和全场发电量估算，并对风机排布方案进行优化，选取发电量较高的方案作为风电场理论发电量估算成果。风电场发电量应是风电场理论发电量经过空气密度、风机尾流、湍流、气候影响修正和叶片污染、风机利用率、场内损耗折减后的成果。同时应根据风电场发电量计算成果，计算出风电场满负荷运行小时数和容量系数。 6导线覆冰6.1一般规定6.1.1架空送电线路设计冰厚应米取以下标准:330kV及以下等级为离地15m高15年一遇密度为0.9g/cm3的标准冰厚;500kV为离地20m高、30年一遇密度为。.9g/cm3的标准冰厚。也可根据设计要求而定。6.1.2有覆冰观测资料的工程地(点)，应采用频率分析法确定设计冰厚，其线型可采用P-D[型分布或I型极值分布。无覆冰资料的可采用调查分析法确定设计冰厚。6.1.3工程拟建在有覆冰的地区时，必须对工程地(点)和附近地区进行搜资调查，了解覆冰情况。对设计冰厚为20mm及以上的重冰区线路应沿线重点调查，逐段查勘，观察地形、植被，做好现场记录;对设计冰厚20mm以下的轻冰区线路应进行沿线调查，应查明轻、重冰区的分界处。6.1.4送电线路冰区划分应依据充分，着重对冰区分界点和特殊地形点的分析研究，做到冰区划分合理，能真实反映工程沿线的覆冰情况。6.1.5建立覆冰观测站实测覆冰，要做到站址代表性好，观测项目能满足设计要求，记录要清楚、正确，资料要及时整理汇总和作好阶段成果分析。要搜集附近气象站同期导线覆冰记录，用以进行相关分析，展延资料。6.2覆冰调查6.2.1覆冰调查范围为工程地(点)附近地区。调查点应选紧靠工程地(点)或与工程地(点)地形相似的村镇居民点、工厂、矿山、高山建筑物管理处。重冰区线路宜lkm-2km，轻冰区线路宜3km一5km布设一个调查点，调查点应标在有线路路20 径的地形图上6.2.2覆冰调查对象应是电力、通信、交通等部门的运行、管理、维护人员及当地知情人，特别是高山电视台、微波站、气象站和道班的冬季值班者。6.2.3覆冰调查内容应包括:1覆冰地点、海拔、地形，覆冰附着物种类、型号及直径、离地高度、走向。2覆冰发生时间和持续日数，当时的天气情况，包括气温、湿度、风向、风力、下雨、下雪、起雾等。3覆冰种类覆冰种类可根据实际情况分析判断，也可按照表6.2.3确定。表6.2.3覆冰分类表2了 4覆冰的形状、长直径、短直径和冰重。5覆冰的密度，包括颜色、透明程度、坚硬程度、附着力。6覆冰重现期，包括历史上大覆冰出现的次数和时间，以及冰害情况。6.2.4覆冰搜资内容包括1已建送电线路的设计冰厚，投运时间，运行中的实测、目测覆冰资料，以及冰害事故记录、报告，包括冰厚、冰重、杆(塔)型、杆(塔)高、线径、档距和事故后的修复标准。2由R电通信线路的设计冰厚、线径、杆高和运行情况，以及冬季打冰措施、实测覆冰围长、厚度。3高山气象站、电视塔、微波站、道班的冰害事故记录和报告。4气象台站实测覆冰资料和大覆冰的起止时间与同时气象条件，以及天气系统过程。6.2.5对于风口、娅口、分水岭、山顶突出处、迎风坡等特殊地区应作微地形、微气候调查和实地踏勘，了解对覆冰增大的影响。6.2.6覆冰调查至少应有两人进行，并当场记录，对严重冰害事故现场应进行拍照、录音、摄像。6.2.7调查资料应在现场汇总整理，并进行合理性审查分析和可靠性程度评价，发现问题及时复查核实。调查结束后应编写覆冰调查报告。可靠程度可按表6.2.7标准评定。表62.7覆冰调查资料可靠性程度评定标准 6.3覆冰计算6.3.1导线覆冰计算，可根据实际情况和设计要求，采用实测资料与调查资料相结合的方式进行。选用计算公式和参数应尽可能符合当地的覆冰情况，计算结果要进行合理性分析。6.3.2覆冰密度可根据资料条件采用不同的方法确定。1有实测覆冰资料地区，可根据资料情况选用下列公式计算确定。1)长短径法公式4G(6.3.2-1)P=nL(ab+4,")2)周长法公式4nG(6.3.2-2)p二L(12一4矛rz)3)横截面积法公式G(6.3.2-3)p=L(A一7C尸)式中:p覆冰密度，g/cm3;G—冰重，9;一圆周率;L-覆冰长度，M;a-覆冰长径(包括导线)，二;b覆冰短径(包括导线)，m;r导线半径，m;I-覆冰周长，mm;A覆冰横截面积(包括导线)，mm2a2无实测资料的地区，可分析借用邻近地区实测导线覆冰密度资料。借用时应注意:1)工程地与借用资料地应在同一气候区内，覆冰种类相同， 海拔大致相当。2)雾淞和雨雾淞混合冻结覆冰的密度随海拔升高而减小。3无实测覆冰资料，借用覆冰密度又有困难的地区，覆冰密度可按照表6.3.2选用。表6.3.2搜冰密度表覆冰种类}雨淞一雾淞1雨雾淞混合冻结一湿雪一黑0.7-0.9{0.1-0.3{0.2-00.2-0.4一般情况下、高海拔地区靠下限选用，低海拔地区靠上限选用6.3.3标准冰厚计算可根据实测或调查覆冰资料，选用下列公式计算。据实测冰重的公式_IG,10s廿“=(丽5;厄十犷一{(6.3.3-1)2据实测覆冰长短径的公式B。一(3.6(a“一‘一卜,zto5(6.3.3一2)据调查或实测覆冰直径的公式B。一(病0.9(K,R2一)+一)0.s一(6.3.3-3)式中:Bo—标准冰厚，二;R-覆冰半径(包括导线)，MM;K,-覆冰形状系数(K,=6/a);。—实测或调查覆冰密度，g/cm3;其他符号意义同前。导线覆冰形状系数应由当地实测覆冰资料计算分析确定，无实测资料地区可参照表6.3.3选用 表6.3.3理冰形状系数K，值表覆冰种类覆冰附着物名称K雨淞、雾淞电力线、通信线0.80-0.90雨雾淞混合冻结树枝、杆件0.30-0.70湿雪电力线、通信线、树枝、杆件0.80-0.95注:小覆冰K,靠下限选用;大覆冰K靠上限选用。6.3.4设计冰厚计算，应根据任务要求和工程实际情况，结合影响设计冰厚的因素和资料情况进行，可采用单导线覆冰公式计算。1有实测覆冰资料时，可采用单导线设计冰厚计算公式计算。B=K,,KTK}K,K,K,Bo(6.3.4一1)式中:B—设计冰厚，二;Kn—高度订正系数;KT—重现期换算系数;K+—线径订正系数;K,—线路走向订正系数;Kd—地形订正系数;K,—档距订正系数;Bo—标准冰厚，。。式(6.3.4-1)中各项K值订正系数应由实测覆冰资料计算分析确定。2不具备资料条件的地区，设计冰厚可选用式(6.3.4-2)计算B=KhKTK^(6.3.4-2)公式(6.3.4-2)中各订正系数应按实测覆冰资料计算分析确定，无实测覆冰资料的地区，按以下计算方法确定和按所给的25 经验系数选用。1)高度订正系数KhI2a八卜=1石~}(6.3.4一3)乙of式中:2—设计导线离地高度，m;zo—实测或调查覆冰附着物高度，m;a—指数，应由实测覆冰资料计算分析确定，无资料地区可采用0.2202)调查最大覆冰厚度的估算重现期与设计重现期不同时，可按照表6.3.4重现期换算系数KT订正。表6.3.4重现期换算系数K*值表设计频率调查重现期年%2100503020151052.00.911.001.101.161.231.301.602.203.30.860.941.001.101.151.251.502.106.70.760.830.880.961.001.101.301.803)线径订正系数应根据实测资料分析确定，无实测资料地区可参照式(6.3.4-4)计算订正。、，一，一。.1261n(00)(6.3.4-4)式中:Kp—线径订正系数;0—设计导线直径，二，笋成30m;00-覆冰导线直径，nuno6.4冰区划分6.4.1架空送电线路工程气象勘测，应按设计要求将设计冰厚分段概化，提出冰区划分。冰区的起点级和级差一般为5mm,也可根据需要划分起点级和级差。设计冰厚<20二为轻冰区，)20二为重冰区。 6.4.2冰区划分的依据应为;1沿线各点设计冰厚及相关要素(覆冰种类、各订正参数)计算分析结果。2覆冰成因及影响覆冰的气象条件分析结果。3区域气象站、观冰站覆冰计算分析结果。4地形条件、海拔及植被分类的结果。5气流走向与线路走向分段归类结果。6沿线附近已建电力工程和邮电通信线路设计冰厚取值及运行、维护情况。7邻近区域冰雪灾害记录或报告中的覆冰分析结果。6.4.3冰区划分应遵循的原则为:1一个冰区段内各点的设计冰厚要基本接近。2一个冰区段应属同一气候区，形成覆冰的天气条件应大致相同。3一个冰区段内应地形条件类似，海拔相当。4一个冰区段内线路的走向应大体一致。5对风口、埂口、分水岭、迎风坡、山顶突出处等特殊微地形、微气候区，设计冰厚宜酌情加大处理。6.5建站观测6.5.1导线覆冰观测站应根据工程需要，选择有代表性的典型地点建立简易导线覆冰观测站，如山顶、山腰、风口、迎风坡、背风坡等。有条件的地方还可在一个山岭的两侧分设几个站点，进行不同海拔不同地形条件的同步观测6.5.2建站时间可以根据需要观测一个冬季或数个冬季。每年度冬季从第一次覆冰过程开始观测，至最后一次覆冰过程结束。6.5.3观冰站应配置观冰架、台秤、量杯、盒箱、刮刀、卡钳、直尺、通风干湿球温度表、轻型风向风速仪、相机等基本设备。6.5.4观冰架可根据工程需要和实际情况架设，一般按南北向 和东西向布设，也可根据地形情况按其它方向布设。离地高度应不低于2m，导线长度应不小于2m。有条件的可分层架设各型导线，进行梯度覆冰观测。6.5.5覆冰观测项目应包括:1导线上的覆冰长径和短径。2lm导线长度上的覆冰重量。3覆冰种类、起止时间和测冰时间。根据需要和条件，可观测记录覆冰的增长期、保持期、消融崩溃期全覆冰过程。4覆冰期的气温、相对湿度、风向、风速、积雪深度和雨、雪、雾天气现象5覆冰的颜色、形状、内部结构等特性。6.5.6测量覆冰长径、短径和称量冰重的时间应在覆冰停止增长，进入保持期后，在消融崩溃期之前测定。观测气温、湿度、风速等气象要素，可在测冰后进行。一次覆冰过程通常只测量一次覆冰长短径和重量，由于气象原因可能引起覆冰脱落、融化后再生成覆冰，此时应进行多次测量。覆冰长短径和横截面积可分段测量几组数据，求平均值。覆冰观测数据应及时记人观测簿，字迹要工整、清楚，不得涂改6.5.7覆冰观测程序应为:1观测覆冰种类、起止时间。2测量覆冰长径、短径，并记录测冰时间。3勾绘覆冰横截面积。4取覆冰称重或将覆冰倒入量杯测量体积并求冰重。5观测气温、相对湿度、风向、风速、积雪深度和雨、雪、雾天气现象。6.5.8覆冰观测记录整理的原则及要求应为:1每年冬季最后一次覆冰结束后，要立即进行覆冰观测记录整理。记录整理应表格化，分别按编号摘录各次覆冰过程的起 止时间、覆冰种类、长径、短径、横截面积、冰重、密度、气象要素、照片等。2按照规定的方法进行覆冰计算，做好校对工作，填写的数字、符号要求工整、清晰、正确。3编写年度覆冰观测报告，要求内容包括气候特征、覆冰成因、覆冰次数、每次覆冰的种类、重量、长径、短径、密度等，以及冰害事故情况。 附录A(标准的附录)各设计阶段气象勘测深度与内容Al发电工程A1.1初步可行性研究阶段本阶段为选厂阶段，应对建厂的主要气象条件作出定量分析，供选厂方案比较。1气象站概况与地区气候概况，包括气象站名称、地理位置、海拔、观测年限、风仪高度。2气压:累年平均、最高、最低气压。3气温:累年逐月平均气温平均最高、平均最低气温，极端最高、最低气温及出现时间。4湿度:累年平均相对湿度、水汽压和最小相对湿度。5降水:累年年平均、最大、最小降水量。6风:累年平均风速、最大风速及其风向与出现时间;全年、夏季和冬季风向频率玫瑰图。7积雪:累年最大积雪深度及出现时间。8冻土:累年最大冻土深度及出现时间。9天气日数:累年年平均沙暴、降雨、雷暴、积雪、大风、晴天日数、日照时数。对风力发电场初步可行性研究阶段，除提供以上相关部分资料外，还应提供工程所在地区的风力资源概况和初步评价结论，包括当地气象台站累年年平均风速、累年逐月平均风速及直方图;风电场场址测风站测风年月平均风速(1月一12月)变化直方图、风向频率玫瑰图、风能玫瑰图、风速频率曲线以及典型日风速、风能密度(lh-24h)变化曲线;风电机轮rz高度平均风速、风能密度和有效风速小时数。对风电场场址测风站应至少有 连续一年lom高处的风速、风向资料，现场资料不足一年时，要求在附近选择一个与风电场测风站相关性好的长期测站，把现场测风资料展延补充到一年。Al.2可行性研究阶段本阶段应在初步可行性研究阶段基础上，进一步调查搜集气象资料，经分析计算后，提供工程地(点)建厂的气象条件定量依据。1气象站概况与地区气候特征、风仪高度与观测次数、气象站与工程点的气候条件关系分析。弓‘气压:累年逐月平均、最高、最低气压。q︸气温:累年逐月平均、极端最高、极端最低气温;近期连续不少于5年最炎热时期(一般以3个月计算)频率为10%的日平均湿球温度及相应的日平均干球温度、相对湿度、风速和气压;典型年逐时干球温度。4湿度:累年逐月平均、最小相对湿度，累年逐月平均、最大水汽压。5降水:累年逐月平均、最大、最小降水量;累年1天、Ih,20min,10min,5min最大降雨量;累年最大一次降水量及历时;累年最长连续降水日数及其量;累年年最小降水量的逐月降水量;不同历时的设计频率降水量。6蒸发:累年逐月平均、最大、最小蒸发量;累年年最大、最小蒸发量。7风:累年逐月平均、最大风速;累年平均大风、最长一次大风持续时间;设计最大风速。8日照:累年年日照时数和百分率。9沙暴:累年沙暴最长持续时间。10结冰:累年年平均结冰日数及其初终期。11气象辐射:累年夏季太阳总辐射量和累年年短波辐射量。对风力发电场可行性研究阶段，除提供以上相关部分资料 外，还应提供:1)风电场测风站至少一年连续观测的风速、风向整编资料和与当地气象台站资料进行相关分析展延的风速系列2)风电场测风站和当地气象台站的分级风速频率曲线(包括离地lom高度和风电机预期安装轮毅高度)。3)风电场测风站和当地气象台站的风向频率玫瑰图、风速玫瑰图、风能玫瑰图。4)风电场测风站和当地气象台站的历年逐月平均风速及直方图、典型日逐时平均风速及直方图。5)风电场测风站的空气密度、韦布尔参数(k,:)、平均风能密度、有效风能密度和有效风速小时数。6)风电场风机排列布置。7)风电场年发电量估算成果。8)风电场址风况特征和风力资源评价。A1.3初步设计阶段本阶段应按设计要求，对初步可行性、可行性研阶段提供的气象资料作进一步补充、论证，并提供以下气象资料。1气温:累年最冷月平均气温;30年一遇最低气温及相应的l0min平均最大风速;最近10年最多冻融交替循环次数。2降水、蒸发:频率为97%枯水年的逐月降水量、蒸发量;地区暴雨强度计算公式。3风:离地lom高、50年一遇lOmin平均最大风速及相应的最低气温。A2送电工程A2.1初步设计阶段本阶段必须就影响送电线路的主要气象条件进行收资调查，作出定量判断，提供设计风速和设计冰厚，以及风区、冰区划分，给线路工程进行方案比较和设计提供依据。t气压:累年平均气压。 2气温:累年平均气温、极端最高、极端最低气温及出现时间;大风同时气温;覆冰同时气温;累年最低气温月的平均气温。3ig度:累年平均相对湿度;累年旱季平均相对湿度;累年平均、最大、最小水汽压。4降水:累年年平均、最大降水量;累年1h最大降水量。5风:_设计风速及风区划分;风压系数。6冻土;累年最大冻土深度。7天气日数:累年年平均、最多雨日;累年连续最长雨日及出现时间;累年最长无雨日数及出现时间;累年平均早季无雨日数;累年旱季连续最长无雨日数;累年年平均、最多雾日;累年连续最长雾日及出现时间;累年年平均、最多雷暴日;累年年平均降雪、冰雹、雨淞、雾淞日数。8导线覆冰:设计冰厚及冰区划分。A2.2施工图设计阶段本阶段应复查设计风速和风区划分，复查设计冰厚和冰区划分，将风、冰等设计气象条件落实到杆(塔)位。A3变电工程一般分可行性研究和初步设计两个阶段。可行性研究阶段即选所阶段，可参照发电上程初步可行性研究阶段的气象勘测深度和内容。初步设计阶段应按设计要求，对可行性研究阶段提供的气象资料作进一步补充论证，并提供工程地(点)建所的气象条件，作为变电所设计的依据，其气象勘测深度和内容可参照发电工程可行性研究阶段的有关部分。A4微波、光纤通信工程微波、光纤站气象勘测一般不分阶段，只作一次气象勘测工作，提供微波、光纤站设计所需的定量气象条件。A4.1气压:累年平均气压。A4.2气温:累年各月平均、极端最高、极端最低气温;累年最冷月、最热月平均气温。 A4.3湿度:累年平均、最小相对湿度。A4.4降水:累年年平均、最大降水量;累年ld,lh,l0min最大降水量;累年最大一次连续降水量。A4.5风:累年各月平均风速;离地lom高、50年一遇l0min平均最大风速或根据设计要求提供设计风速;全年风向频率玫瑰图及主导风向。A4.6日照:累年各月日照时数。A4.7雪:设计雪压;累年最大积雪深度、积雪起止月份。A4.8天气日数:累年年平均、最多雷暴日数。A4.，导线覆冰:离地20m高、30年一遇标准冰厚;覆冰起止月份。 附录B(标准的附录)本规程用词说明B1执行本规程条文时，对于要求严格程度的用词说明如下，以便执行中区别对待。t表示很严格，非这样作不可的用词;正面词采用“必须，’;反面词采用“严禁”。2表示严格，在正常情况下均应这样做的用词:正面词采用“应，’;反面词采用“不应”或“不得”。3表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的用词:正面词采用“宜，’;反面词采用“不宜”4表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词:采用“可”。B2条文中指明应按其它有关标准、规范执行的写法为:“应按⋯⋯执行”或“应符合⋯⋯要求或规定”;非必须按所指定的标准和规范执行的写法为:“可参照 UL中华人民共和国电力行业标准DL/T5158一2002电力工程气象勘测技术规程条文说明主编部门:西南电力设计院批准部门:中华人民共和国国家经济贸易委员会 3总则3.0.1设计气象条件是电力工程设计的基础资料，直接影响工程的经济指标和安全运行，必须真实、客观地反映，使之能经受电力工程长期生产运行的考验。长期以来，电力工程气象勘测无专门统一的技术标准，仅在有关规程规范中对某些气象条件作出了规定，不能全面反映电力工程气象勘测的内容和深度。本次依据电力工程设计各专业的要求与有关标准，结合我国40多年来电力工程气象勘测工作的经验，制定并规范了电力工程气象勘测的基本原则和方法。使电力工程气象勘测纳人标准化、科学化进程。尽可能体现技术的先进性和可操作性。3.0.2基础气象资料是计算设计气象条件的主要依据，必须全面系统地进行搜集、整理。要充分考虑气象站址的代表性以及人类活动所造成的影响;要分析资料可靠性，是否受人为因素或仪器故障影响;要审查站址是否迁移，观测和统计方法是否更改，资料系列是否一致。如果气象站资料在代表性、可靠性、一致性三性审查中发现有非均一性问题，要结合实际情况和历史原因认真分析，按有关规定合理修正处理，确保基础资料的准确性。3.0.3由于电力工程地(点)的实际位置，以及气象站资料的局限性，现场风、冰资料非常缺乏，使设计风速和导线覆冰厚度的取值有一定难度。通常除了加强大风、覆冰调查外，对资料的计算处理常采取几种方法，并要求对成果进行合理性分析与审查，充分考虑地形、气候、人类活动影响引起的异常变化，并通过各种途径加以修正，使之尽可能客观、合理。3.0.5火力发电厂空冷系统所需主要气象参数为典型年小时气温及小时风速。若电厂距离气象站较远，且地形条件差异较大时，应建立短期气象观测站，与当地气象站进行对比观测.作相 关分析，订正电厂气象站资料。风电场场址应设立专门的风速风向观测站，设立测风站的个数可视风电场容量大小和场址范围、地形情况而定。3.0.6在电力工程施工或投产运行后，出现异常的大风、导线覆冰等自然灾害造成的事故不少，教训也较深刻，如1984年1月华东大雪覆冰使全区电网解列，停电数日;云、贵、川、湘等省的高山线路在重冰年也常发生冰害事故;1980年京津唐地区大风使陡蓟通220kV送电线路倒杆84基。当发生灾情后应及时会同设计人员进人现场调查，判明事故原因，研究对策，如属气象原因，可考虑加大设计气象条件或由设计更改工程方案，避开一些风、冰较大的微气候区。3.0.7应用气候是一门新兴的边缘学科，与许多专业学科联系甚广;这些学科的基础理论和新技术发展必然带动其发展。考虑到规程修订的滞后性，故此条鼓励积极、慎重地使用国内外成熟的新技术、新方法。3.0.8电力工程设计专业，如水工供水、水工结构、建筑结构、总平面布置、采暖通风、线路电气、线路结构等，都需要相关的气象资料，特别是电厂冷却系统、风电场、太阳能电站、高海拔重冰区线路、高山微波站、高山光纤站的设计气象条件显得尤其重要，所以电力气象勘测除执行本规程外，还应遵守或参照执行相关专业现行技术标准的有关规定。 4常规气象般规定4.1.1气象要素观测时制，除日照采用真太阳时外，其余项目采用北京时;观测日界，日照以日落为日界，其余项目以北京时20时为日界;每10天为一旬，2月末和大月末的最后一旬按实有天数统计;月、年即以阳历月、年长度为标准;历年指建站以来逐年年份;累年指建站至今的累积年份;均值是指一定时间长度内的平均值;极值是指一定时间长度内最大(多)、最小(少)值。4.1.2凡是跨年的项目均用年度统计，以每年7月至次年6月为一个年度，其累年平均取累年年度平均值，累年极值取累年年度内的最大(多)、最小(少)值。4.1.3单站的压、温、湿等常规气象项目，一般应有20年以上资料才能进行统计。目前全国各地的气象站一般已有30年以上资料，只是有些受迁站影响，某些项目资料不连续;另外还有些地区仅有短期气象观测资料。气象资料不足20年时，可选周围地形、气候大体一致，有长期资料的气象站作参证站，应通过相关分析法进行订正，还可利用差值法和比值法进行订正。差值法公式为:y，=x+do(1)式中:Yi—工程站需订正插补的第i年气象要素;希—参证站第i年气象要素;d}—两站二年的平均差值，d}=.Yn-x=.Yn、x.}分别为工程站和参证站n年的平均值。比值法公式为:，=K=X,(2) 式中:K=—比值系数，K。一些。X月对无资料地区可通过设站进行对比观测或通过气候调查手段，分析判定工程地点与参证站的气候情况是否一致，再移用参证站资料。无资料地区还可以通过分析地区气候等值线图，查得有关气象资料。4.2相应气象要素和冻融次数4.2.1我国幅员辽阔，气候差异大，一年中最炎热时期(3个月计)在各地表现不大一致，通常为夏季6,7,8月，也有的为5,6,7月。为了统一，应将当地累年各月平均气温连续3个月为全年最高者定为最炎热期。目前统计近期连续不少于5年最炎热期3个月频率为10%湿球温度的方法有累积频率曲线法和分级统计法，其中分级统计法比较简捷、方便，可在460个数据中选由大到小排列的第46个数，即为频率10%的湿球温度。对于同一湿球温度因出现日期不同，相应的气象要素不同者，宜选用其中相对湿度最大一日的气象要素。4.2.2-4.2.3离地lom高50年一遇10min平均最大风速相应的最低气温和30年一遇最低气温相应的10min平均最大风速，目前有两种挑选方法。一是在实测10min平均最大风速和实测最低气温系列中挑选与设计风速和设计最低气温相等或相近值出现月的最低气温和10min平均最大风速;二是挑选出现日或同时的最低气温和10min平均最大风速。但应以设计要求为准。4.2.4覆冰同时气温的挑选，有实测资料时，可挑选历年最大一次覆冰过程中的最低气温;无实测覆冰资料时，可挑选调查历史上最大一次覆冰过程中的最低气温。若历史最大覆冰期无实测气温资料，可挑选有实测气温资料以来的最大一次覆冰过程中的最低气温。4.2.5冻融交替循环次数系按年度统计，即每年7月至次年6 月为一年度。使用资料为最近10个年度的日最低气温，其成果为最近10年某年度内出现的最多冻融交替循环次数。4.3雪压4.3.1基本雪压是以当地空旷平坦地面上所统计得的50年一遇最大积雪重量。基本雪压计算公式So=ShPsg主要是适用1980年以前的积雪深度资料，1980年起执行中央气象局编定的《地面气象观测规范》，已有雪压观测项目。全国气象站至今已有二十多年雪压资料。4.3.2考虑到电力工程地(点)的实测雪压资料情况，本条规定可参照GB50009-2001《建筑结构荷载规范》全国各城市雪压表和全国基本雪压分布图使用，对于查不到的有雪工程地(点)，分别给出了几种资料处理方法。对于资料短缺或无雪压资料地区，应通过气候调查分析，并参照全国基本雪压分布图确定。4.3.3通常情况山区海拔高，温度低，湿度降水也偏大，积雪相应深些。因此一般山区无资料时，可按当地空旷平坦地面的基本雪压乘1.2采用。如果高差较大，应通过调查分析附近高山与平地气象站雪压资料确定。4.4气象辐射4.4.1当前我国共有98个气象辐射观测站，电力工程地(点)通常没有实测总辐射资料，可用本条规定气候学公式(4.4.1)计算。该式计算误差较小，据四川、重庆两省市计算结果，与实测值相对误差一般为:月总辐射<100,6，年总辐射<546。太阳总辐射受地面影响较明显，在本条规定式(4.4.1-2)中，0.18为经验系数，可参照当地的分析成果使用，如重庆长江河谷及周围山地取0.1404.4.2根据中央气象局19%年编定的《气象辐射观测方法》，我国气象辐射观测无长波辐射项目，故本条文未列出长波辐射项 目。一般说来，在纬度相同或相近地区，地形、气候条件基本一致处，太阳直接辐射、天空散射辐射和净全辐射的数值相差不大，对于无资料地区可参照或修正使用邻近地区的辐射资料。4.5山区气象要素估算4.5.1本杀规定中的式(4.5.1-1)是压高方程的另一种形式，一般情况下应用该式已满足所要求的精度，可以广泛应用于计算无资料地区的山区气压。该式中较难确定的是t(空气柱平均温度)，即高山站与平地站的温度平均值。通常高山站气温为未知数，如果当地有实测分析资料，可使用其成果，若无实测资料可采用气温直减率0.6`C/100m推算。4.5.2一般情况气温是随高度的增加而减小，根据探空资料，在中纬度地区，自由大气中的年平均气温，每上升loom下降0.61r。但山区受地形、气候影响，气温的垂直分布非常复杂根据文献资料，气温受海拔高度、地形起伏、山脉走向、气候干湿程度和季节影响较大，在各种地形、气候、季节条件下直减率都不一样，其直减率范围为0.121v/100m-0.87G/loom。但在全国范围内，年平均直减率差异较小，多为0.5"C/loom-0.7*C/loom，只有少数地区反映出明显的地形影响，如天山北坡、昆仑山北坡、小兴安岭西北坡直减率偏小，而背风坡偏大。根据以上资料，山区气温应按当地或附近地区的实测分析资料计算，无资料时才采用直减率0.6*C/100m,4.5.3在山区，海拔和地形是影响降水分布的决定性因素，主要表现在四个方面，其一是随测点海拔的增高，大气中的水汽含量减少;二是地形对气流和天气系统的动力抬升作用，可增加迎风坡降水;三是地形所造成的局地环流促进对流运动发展而引起降水;四是地形起伏对降水的再分配作用。通常情况，在一定高度范围内，降水量随高度的增高而增大，各地均有一些实测资料和分析成果，山区电力工程可以参照 使用。如山西交城县吕梁山区年降水量随高度变化的经验公式为:R，二299.4+19.2H+13.0/3(3)式中:R,—年降水量，mm;H—工程点高程，hm;9—工程点平均坡度。 5风5.1一般规定5.1.1设计风速的计算高度和重现期是根据现行的火力发电厂、变电所、微波通信工程、光纤通信工程和架空送电线路的设计标准制定的，其它电力工程可根据设计要求确定，如风力发电场应按风力机安装轮毅高度和设计要求的重现期确定。GH50009-2001《建筑结构荷载规范》，将原规定基本风压重现期标准由30年改为50年，本条规定重现期标准系参照该规范确定的。5.1.2《地面气象观测规范》规定气象站风速感应器距地高度为lOm--12m;若安装在平台上，距平台面高6m-8m，且离地高度不得低于lom。电力工程设计标准要求离地高度与气象站风仪高度不一致时，应对气象站风速进行高度订正。风仪若安装在平台上，要了解平台离地高度和周围建筑物、树林的影响情况，作出合理的高度订正。气象站风速为定时观测2min平均值和瞬时极大值者，还应进行观测次数和时距的换算，换算为设计要求的自记1Omin平均风速。我国70年代制定的次时换算公式一般适应区域广，不能充分代表区域内各地的情况，误差偏大，所以宜搜集当地成熟的被推广使用的计算公式。设计风速计算，首先应全部采用气象站自记风仪记录的lOmin平均最大风速，其次再考虑使用非自记资料经过次时换算后的风速。5.1.3大风调查是对气象站风速资料的补充和完善，特别是工程地(点)距气象站较远，地形情况又与站址不一致时比较重要。为使调查资料真实可靠，要求当场记录，有条件的可进行录音、摄像。风灾照片是判定风力大小的重要依据，除结合工程拍 摄风灾照片外，还要搜集各种风灾照片，用以判定风灾范围、大风路径、风力大小等，供分析确定设计风速使用。对山区风速和滨海风速，应进行工程点和附近地区面上的搜资调查;送电线路还要进行沿线搜资调查，做到点、线、面结广qo山区工程要搜集微地形微气候区影响、山坡山麓风速变化特征及当地山区风速分析计算方法;并对附近山顶、山麓的气象站风速资料进行分析比较。滨海地区工程宜对附近海岸、海岛、海湾进行大风调查，并搜集附近各种滨海地形的气象站、海洋站风速资料和当地海陆风速研究成果资料，进行综合分析计算。5.2设计风速5.2.1计算气象站设计风速应经过风速原始资料的审定和风速的高度订正、次时换算、频率计算几个步骤。1风速资料的代表性、可靠性和一致性审定。关于代表性审定，我国气象站大多按行政区划建在市、县城镇附近，而电力工程多数远离城镇，甚至位于荒僻山区，需要考虑地形、气候的影响。在山区，工程地(点)与气象站的直线距离可能相隔不远，但由于地形差异大会导致气候差异大，造成风向不一致、风速差别大。因此设计风速计算首先须重视对工程地(点)较有代表性的气象站的选择。关于可靠性审定，要了解气象站使用风仪的沿革，如风仪型号、安装高度、使用情况、风仪记录风速风向的精度及故障情况、是否自记记录或定时观测等。可靠性审定要通过地区性比审、天气系统过程分析、要素相关法或专门大风调查，去解决显著偏大或偏小的风速原始资料。如万县气象站历年最大风速资料系列中，1973年8月27日10min平均最大风速达33.3m/s，超过系列次大值lOm/s，这样大的风速在该地能否出现引起疑问。经查阅分析万县站周围长江沿岸8个气象站的同日天气资料，发 现仅万县一地发生雷雨大风;继后又调阅风速自记纸，当日风速自记曲线上有几次连续梯级跳跃，经值班员回忆为仪器故障所致。审定结果，将当日最大风速改用同时观测的危险天气观测记录瞬时最大风速20m/s代替。关于一致性审定，当发现资料系列不连续，表现为分段的系统性偏大或偏小时，要通过了解气象站建站沿革、风仪使用情况、迁站与否、迁站后的对比观测结论等来查找风速资料不连续的原因和确定处理方法。如贵州兴义站1957--1985年最大风速资料明显为两个系列，1957一1967年平均值为9.6m/s,1968一1985年平均值为14.5m/s，前段资料比后段资料明显偏小。经查兴义站于1968年迁站，原站址属洼地，风速较小;现站址地势开阔，比原站址高150m，故较原站址风速大。经分析用前后两站的对比观测资料，结合前后两段风速的平均比值来处理前段风速资料，使该站风速资料成为连续系列。2气象站风速资料的高度订正，1988年7月前参照TJ9-1974《工业与民用建筑结构荷载规范》，以loom以下使用对数律公式V,=V,仁(Igz一IgZo)/(Igzl一IgZo)」计算(式中V:为设计高度Z的风速;V，为气象站风仪高度2;的风速，Z。为地面粗糙度)"loom以上使用指数律公式V,二V,(Z/Z1)0(式中指数a为地面粗糙度系数)。其依据是研究结果表明，近地面层空气风速垂直廓线在loom以下为对数分布，loom以上为指数分布。1987年编制GBJ9-87《建筑结构荷载规范》时，依据对数公式和指数公式进行风速高度换算的结果相差很小这一特点，为方便计算，规定统一使用指数公式进行风速高度订正。对于指数公式中的指数a(地面粗糙度系数)，GBJ9-1987《建筑结构荷载规范》列出了A,B,C三类，但随着我国建设事业的发展，城市房屋的高度和密度日益增高、增大，因此对大城市中心地区，其粗糙度也不同程度地提高，GB50009-2001《建筑结构荷载规范》将原三类地面粗糙度系数，改为A,B,C,D四类，并规定了每类粗糙度的上限高度，在此高度之上风 速不再受地面粗糙度的影响，也即达到“梯度风速”，A,B,C,D四类梯度风高度分别为300m,350m,400m,450m.3我国年最大风速有自记和3次、4次定时观测值，1969年以前有自记风仪的台站较少，大多为定时观测台站，定时观测的风速时距均为2min平均风速。虽然一天中观测4次共8分钟，是均匀分布在一天时间内(02,08,14,20时)，但大风是随机变量，每日3次或4次定时观测漏掉了很多大风记录，因此用定时观测风速计算设计风速必须经过观测次数和时距的换算，将定时2min平均最大风速换算为连续自记lOmin平均最大风速。我国少数气象台站配备了达因式风向风速计，该仪器是自动记录瞬时极大风速;另外气象站在天气现象和危险天气观测中也记录有大风()17.Om/s)的瞬时风速，应用瞬时极大风速计算设计风速时也必须换算成连续自记lOmin平均最大风速。国产EL型电接风向风速计是自记风仪，于1966--1979年间陆续装备全国各气象台站。此前在1954一1969年，全国各气象台站使用维尔达风压板风仪，风速为定时2min平均值;建国初期1951一1953年测风仪器不统一，观测次数有3次、8次、24次;时距也不相等，有lmin,2min，使用这段时间的非自记风速资料计算设计风速，要慎重处理次时换算关系。表5.2.1-2列出了全国许多地区的次时换算公式，这些公式是由当地1Omin平均最大风速与定时2min平均最大风速或瞬时极大风速的平行观测资料进行相关分析而得，但是这些公式大多是根据1976年以前的资料建立的，现今多数气象台站自记风速资料已达10-20年，已具备较长的自记lOmin平均最大风速与定时2min平均最大风速或瞬时极大风速的平行观测资料，因此在电力工程气象勘测中，应根据实际情况建立新的次时换算关系。4鉴于当前气象台站已积累了较长的最大风速资料，本条规定气象站有25年以上的最大风速资料时可直接进行频率计算，至少要有10年风速资料，而且宜全部采用自记风速资料。对非 自记的定时观测资料，应经过次时订正后使用根据工程经验，P-III型分布和工型极值分布计算的设计风速成果相差很小，p-Ill型分布弹性大，适应性强;I型极值分布计算较简便，所以本条规定风速频率计算可采用P-m型分布或工型极值分布。5.2.2大风调查要求的范围和调查点数是长期_「程实践中积累的经验总结，一般情况下，在工程地(点)附近Am一5km范围进行大风调查是可行的，资料也有代表性;对于特殊地区，如峡谷、海岸可适当增大调查范围，使调查资料更具代表性。大风调查主要是搜集上程地(点)附近的风灾资料，根据灾情定出风力，再换算成相应风速;其次是搜集当地气象、工程建设部门对风速、风压的研究成果和建(构)筑物的设计风速以及使用运行情况。这些资料可参予设计风速的取值分析。5.2.3本规程式(5.2.3)和表5.2.3系参照GB50009-2001《建筑结构荷载规范》而定。山区风速主要是受地形影响，目前能作为设计依据的最可靠方法是直接在工程地点建站观测，并与邻近气象站进行相关分析，获取长期风速资料。但这种做法要受许多条件制约。近些年来我国电力设计单位与气象研究单位合作，对山区风速进行了大量研究，获得了一些区域性研究成果，并应用于工程实践中。1996年华北电力设计院与中国气象科学研究院合作，采用1}ayLor--Lee的风谱模型，结合华北地区平地与高山站约100个气象站的历年lOmin平均最大风速及风向和地形资料，研究出了华北地区平地与高山风速转换的数值模型。其模型原理是利用山下气象站离地lom高的风速，考虑地形(海拔高度及山下与山顶站间水平距离)与粗糙度的变化推算山顶风速。通过GUIDE模型验证，认为本模型在华北地区应用及参数率定结果较为理想。本模型用山下站设计风速推算的山顶设计风速，与用山顶站实测风速资料计算的成果比较误差较小，均在4.6%以下;利用山下、山顶实际资料所率定的地形、粗糙度参数和山的迎风侧两 个山下气象站风速资料，推算无资料山顶的设计风速，成果与实测资料比较接近;利用山下、山顶实际资料所率定的地形、粗糙度参数和山的迎风方向的山下气象站与背风方向的山下气象站两站风速资料，推算无资料山顶的设计风速，结果比较理想。本模型要求山下气象站最好选在山的迎风侧;参证气象站与山顶之间无更高山峰阻挡;最好选用比例较小的地形图(如1:20万)，为了弥补地形图对地形和粗糙度判断的不足，应加强野外勘察。本模型适用于北纬巧“以北地区。1992年中南电力设计院与国家气象中心气候应用室合作，通过对中南及周边地区的19个山上站和相应34个山下站计700余站年资料分析，拟合出了山顶与山麓间设计风速的换算关系:K=2一be-0.033c}"a(4)式中:K—山顶站一山麓站设计风速的比值;C—山顶站的山势调整系数，孤立陡峻的山C=1，相互间遮挡影响较大或山顶地势较平缓的丛山岗丘C=0.5;b—山麓站的地形调整系数，对于弯曲的河谷、盆地等地形比较封闭的台站b=0.8-0.9，处于迎风口、山口或有狭管效应的台站b二1.11.2，一般情况b=1;Oh—山顶与山麓站之间的高差，mo经与实测资料验证，式(4)计算的设计风速较用实测资料计算的设计风速，一般偏大10%以内。可见该关系式是符合我国中南地区山顶与山麓间的风速关系的，可在中南地区内应用。5.2.4海面的摩擦力小，所以海面的风速较陆上大;此外沿海存在海、陆温差，形成海陆风，也使海边的风速增大。根据沿海的一些同期风速资料进行对比分析，得出海陆风速的比值(K,.=V*/V陆)是随陆上风速的增大而减小，当陆上风速达到35m/s时，比值接近常数;同时此比值又随海面(或海岛)距海岸距离的增大而增大，即吹向岸风时距海愈远的陆地风速愈小， 这是由于陆地上粗糙度大的原因。最近滨海风速的研究成果不多，本规程表5.2.4海面和海岛风速调整系数系参照GB50009--2001《建筑结构荷载规范》确定。5.2.5电力工程地(点)有平原、盆地、丘陵、山区、河谷等地形条件，选择参证气象站应与工程地点的地形、气候条件基本一致，距离应在20km-30km以内为宜。目前大多数气象站位于城郊，对电力工程地(点)的代表性可通过调查和建站对比观测分析确定。气象站设计风速计算成果应与地区基本风压等值线图或全国基本风压等值线图作对比分析，一般风压等值线图考虑面上情况多，如气象站设计风速较风压图上风速小，宜采用风压图数值。电力工程地(点)附近的建(构)筑物设计风速及使用运行情况，能说明当地的风速大小状况，若有风灾事故发生，应分析其原因，判明原设计风速取值正确与否。5.2.6为了方便设计计算，对架空送电线路风区划分不宜过多，应根据沿线地形情况，概化为一个或几个设计风速区段。送电线路设计风荷载常以一个耐张段为一个标准，所以风区划分不宜太多、太乱，风区距离不宜太短，更不能使相邻风区风速差异过大，一般风区级差以5m/s为宜，不宜使相邻两个风区的级差达到lom/s.5.3风压计算5.3.2维尔达风压板风仪是利用旋挂着的风压板，在风的作用下吹高吹低来表示风速的大小，所测风速已经受了空气密度的影响，在计算风压时无需进行空气密度订正，因此风压板式测风仪所测风速在计算风压时风压系数采用1/1600.EL型电接风向风速计是风杯式测风仪，所测风速与风杯旋转成正比，每吹过200m风程，风杯转80圈，接点就自动接触一次，记录器就记下风的行程。风杯式测风仪所测风速是当地的实际风速，但在计算风压时需要考虑空气密度的影响，即按当地 的纬度、海拔、气压、气温、湿度计算风压系数。5.3.3在近地层，风速随离地高度的增加而增大，这主要是受地面粗糙度和温度垂直梯度影响。一般情况下，离地高度达300m-500m时，即达到梯度风高度，此时风速不再受地面粗糙度影响，即达到梯度风速。本规程表5.2.1-1列出了A,B,C,D四类粗糙度系数a。根据地面粗糙度系数a和梯度风高度，可以得出风压高度变化系数计算式:2024了气、‘，心二1.379一10、犯20了了、‘n，一10胜滩二1.000、鱼0410屯7、此=0.61620印了心、‘一10口，月f}DG=0.318、根据式(5),(6),(7),(8)计算出了风压高度变化系数，即本规程表5.3.3。表5.3.3中，粗糙度A,高度>300m采用300。高度变化系数;粗糙度B，高度350m采用350m高度变化系数;粗糙度C，高度<15m采用15m高度变化系数，高度>400m采用400m高度变化系数;粗糙度D，高度<30m采用30m高度变化系数。5.4风玫瑰图5.4.2风玫瑰图的形式较多，有各风向平均风速玫瑰图、最大风速玫瑰图，各分级风速、风能玫瑰图，发电量玫瑰图等，一般均按16个方向绘制。5.4.3合成风可由向量相加的平行四边形法则求解获得。计算合成风通常是将风向量分解成南北和东西两个分量，宜先根据16个方向的风速资料计算北风和东风的分量和，再计算合成风的方位角，即可获得合成风向。5.4.4调查工程地(点)的主导风向，除询问当地老住户、老53 居民外，还要结合地形、地势、大气环流形势分析确定，要注意微地形、微气候区影响。进行短期风向风速观测对确定工程地(点)的主导风向和最大风速非常重要，但站址选择要有代表性。5.6风力发电场风能计算5.6.1风力发电场场址测风站应能代表风力发电场的地形情况，叮根据场址范围、地形特征和总装机数量设立单个或多个测风站。风力发电场场址测风站应采用自记风仪观测风速风向，至少连续观测I年，一般连续观测1年一3年。观测高度宜与风力发电机组轮毅预期安装高度相同，同时还应提供离地lOm高的观测资料，有条件时可进行不同高度的风速梯度观测。5.6.2空气密度计算可用本规程式(5.3.2-2)计算，在纬度45‘的海平面、水银柱高为760。标准大气压、气温为15℃时千空气密度为1.2255kg/m3(1013.3hPa时)对风力发电场场址测风站和当地气象站风速资料进行相关分析，可参照DL/T5067-1996《风力发电场项目可行性研究报告编制规程》执行。各级风速频率按下式计算:(9)式中:P,—各级风速出现频率，%;V;—某级风速出现次数;N—总观测次数。风向频率玫瑰图、风速玫瑰图、风能玫瑰图应按16个方向绘制。5.6.3-5.6.4风能是指单位时间内风通过风轮面积的总动能，即风能功率，由下式表示:W。二1pFV(10)乙万式中:W,—风能，W; F—风轮截面积，时}风能密度是估计一地风能潜力的重要指标，其定义为1。时间内垂直流过风轮面积的风能功率，式(10)中的F=1时即得到风能密度公式:W2一告pv3(11)式中:W2—风能密度，W/m2o平均风能密度表示全年(月)所有分级风速计算的风能密度平均值，可用下式表示:V3W。=(12)式中:硕—平均风能密度，W/mz;ti—某级风速全年(月)出现小时数，h;V;—分级风速，m/s;N,—全年(月)总小时数，ho有效风速是指风电机的起动风速至停机风速间的分级风速值;有效风速出现的时间称为有效风速时间;用有效风速和出现时间计算出的风能密度称为有效风能密度，它是衡量一地风能资源丰富与否的重要条件。根据目前国内外风电机性能，一般起动风速为3m/s-5m/s,停机风速为20m/s-30m/so韦布尔分布是一种单峰的双参数分布函数簇，其概率密度函数为刹KV入(1fV-一一C一C式中:K—形状参数，是一个无因次量;C—尺度参数，量纲是速度的单位。与式(13)相应的风速V的概率分布f数为:_，_、尸__、_r.f/VK1(lrkv)={Jkv)av=I一exp一{17)}创们‘、、口jJ巧 韦布尔分布的数学期望与方差分别为:(15)m一CP(1+K(l6)6V一C}F(1+K2)一「r(1+K/J如果已知C,K的数值，扣则平均风能密度为:WP3P(1+3(17)八式中:1"—伽玛函数。在实际工作中，估计风速的韦布尔双参数有最小二乘法;用平均风速V和标准差S=估计法;用平均风速和最大风速估计法等利用韦布尔概率分布还可估算有效风能密度和有效风速时间。估算有效风能密度w气:W,一冬.F"(V)3(18)乙‘1型K自(了尸了VxP11e一~-C一.﹃﹂.((VCZ)“吮沪了V)R1厂/V1K1一片.CexPL一"C)Idv式中:V,—起动风速，m/s;VZ—停机风速，m/s估算有效风速时间:一、If:一P(V)dv(19)一N汀v2,KC(Vc)“一‘exp[一(CV1J“一dv一NhIexp「一(VC1/IK]-exp「一(VCZII"{{ 5.6.5比较稳定的风向对风力发电十分有利，风向的稳定性可通过绘制全年或各季风向频率玫瑰图表示，并计算盛行风向(主导风向与相邻两个风向)的频率。一般盛行风向频率约占总频率的50%，即可认为风向稳定性较好。5.6.7当风电场平均风速为6.Om/s-7.0m/s时，风机一般可按以下原则排布:单列风机的间距约为3D(D为风轮直径);双列型布置的行距约为6D，列距约为4.5D;多列型布置的行距约为7D，列距约为5D。风电场平均风速愈大，布置风机的间距可愈小。在复杂地形下，风机应布置在四面临风的山脊上，也可布置在迎风坡及其两侧，但是必须注意紊流影响，紊流是空气受地形影响而形成的一种扰动现象，其方向不稳定，能使风机叶片左右摆动，影响出力;山谷地形，风机应布置在山谷的收缩部，容易产生狭管效应的地方;滨海地区，在满足其他条件后，风机应距海最近，因为距海愈近风速愈大。另外，风机布置应远离林带等障碍物。风机利用风力发电，但前排风机也是后排风机的障碍物。风经过风机叶片后，部分转化为机械能，尾流区风速将减小约1/3,故前后排风机之间应有5D-7D以上的间隔，由周围自由空气来补充前排风机所吸收的动能，并恢复均匀的流场。应该说51)-7D间距还是偏小的，根据国内外试验表明，当风机间距等于其直径10倍时，风机效率将减少30%,20倍距离时将无影响。不过，考虑到最大限度提高风电场风能捕获率和电缆长度、功率损耗、电压损失、节约用地等影响因素，一般并不需要将间距扩大到相互完全没有影响的程度。新疆达坂城风电一厂将列距定为5D，行距定为IOD，运行几年来，在额定风速下，风机可以达到满负荷出力。WASP软件是风资源分析的一种数学模型，可用于计算风电场中某一位置的发电量。基于N"O"JENSEN尾流模型开发的PARK,FLAP等软件可用于风电场中风电机组间尾流影响的计 算。计算时可将每台风电机作为其它风电机的障碍物，求出每台风电机的年发电量和影响系数，从中可分析各个方向相邻的风电机对本机的影响程度，据此调整风电机位置，得到比较理想的布置方案。对风电场的风机阵列应进行噪声影响计算，居民点的噪声指标应满足国家的有关标准。5.6.8在初步确定风电场风机排布行列距后，应根据全场预定风机位置、轮毅高度、功率曲线、推力曲线和风速、风频等相关资料，进行逐台风电机和全场发电量估算。为了便于分析比较，还可采用不同机型的功率曲线、推力曲线和各轮毅高度风速、风频进行发电量估算，选取产出投人比较高的方案作为风电场理论发电量。风电场发电量，即上网电量是理论发电量经修正和折减后的成果，其修正和折减参数如下。1空气密度修正由于风电机按标准空气密度1.2255kg/m3设计，而风电场址的空气密度与之不等，影响风电机出力，则需进行空气密度修正，修正系数=多年平均空气密度南;准空气密度。2风机尾流修正风电场中各台风机之间会产生尾流影响，造成能量衰减，如吉林通榆二期风电场计算得风电机平均尾流影响系数为93.6%,能量衰减6.4%a3控制和湍流修正湍流是空气受风速、风向影响而无规则的扰动现象。湍流强度TI=风速标准差/平均风速，TI毛0.1表示湍流相对较小;TI为0.1-0.25表示湍流为中等程度;TI>0.25表示湍流较大。湍流系数一般按95%一%%考虑。4气候修正由于气候严寒、覆冰、沙暴等原因影响停机，需要对理论发电量进行修正，如吉林通榆二期风电场考虑气候影响修正系数为 96%.5叶片污染折减由于叶片污染影响风电机出力，需要折减理论发电量。通榆二期风电场考虑叶片污染系数为98%06风机利用率可根据风电机组的性能和估计故障、检修时间定出风机利用率，一般为95%一98%.7场内损耗包括厂用电，变电站、线路损耗等影响系数，一般为%%一97%.风电场满负荷运行小时数是指风力发电设备的满负荷运行小时数，它系根据风电场发电量计算成果计算而得。容量系数是风电场发电量与单机发电量的比值。 6导线覆冰6.1一般规定6.1.1设计冰厚的计算高度和重现期是根据现行的架空送电线路设计技术规程规定的，330kV及以下等级线路为离地15m高，15年一遇;500kV线路为离地20m高，30年一遇。喊重冰区架空送电线路设计技术规定》要求“个别严重覆冰地段，可根据需要，按较少出现的覆冰厚度进行验算”。国际电工委员会在其出版的IEC8261991-04《架空输电线路荷载与强度》标准中规定:“冰凌荷载根据线路不同的可靠性要求，分别选取50年、150年、500年一遇的数值”。6.1.2我国实测导线覆冰资料较少，主要是气象台站的观测资料，也有邮电通信部门和电力部门的观测资料。我国气象部门的覆冰观测，1958年以前使用《苏联电线积冰器械观测方法》，1958-1979年使用中央气象局颁发的《电线积冰器械观测方法》，1980年至今使用中央气象局编定的《地面气象观测规范》(第十五章电线积冰)。气象台站的覆冰资料年限长，资料连续，已记录了当地几十年的覆冰变化情况。由于气象台站覆冰观测高度仅2m，档距lm，导线为4mm直径的铁线，其覆冰观测资料对离地15m-20m高的高压送电线路的代表性有一定影响。邮电通信部门在一些山区长途线路上设立了许多巡线站，冬季除巡线打冰外，还布设试凌线进行覆冰观测，以解决邮电线路设计覆冰荷载问题。邮电线路覆冰资料多由巡线工人观测，资料精度不高，但能反映一条线路不同地点、不同高程覆冰的大小和同一地点不同年分覆冰的大小。随着电力事业的发展，高海拔重冰区线路增多，冰害事故也逐渐增多，60,70年代一些重冰区线路在大冰凌年多次发生倒杆断线事故，因此电力设计院和供电局在一些山区设立了导线覆 冰观测站，进行短期观测，如江西梅岭、陕西秦岭、石南海子头、贵州八担山等〔西南电力设计院于60年代在四川会东白龙山、鲁南山建立了观冰站，有4年完整记录;80年代在四川大凉山黄茅埂建立了我国迄今为止最大的导线覆冰观测站，架设了23m高的铁塔、90m档距和不同高度的各型导线，进行不同导线的覆冰梯度观测和研究，资料长达18年工程地(点)附近有实测导线覆冰资料，且年限为10年以r.，可直接用P-Ul型分布或1型极值分布等频率统计方法计算设计冰厚。实测覆冰资料不足10年，可结合当地气象资料和调查覆冰资料分析确定设计冰厚。无实测覆冰资料的工程地(点)，可采用调查分析法确定设计冰厚。调查分析法有两种，一是通过调查历史最大覆冰厚度，结合气象资料分析确定;二是搜集冰害事故，获得计算的或实测最大冰厚、冰重，再结合气象资料分析确定。气象资料应主要考虑低温、大雪影响，并采用经验频率估算重现期。国际电工委员会在其出版的IEC8261991-04《架空输电线路的负荷和强度》标准中规定:应用统计分析法确定设计冰厚的基本资料须满足如下条件:1至少有10年有效的年最大冰重记录资料;2在一定年限内的冰重最大值资料;3用气象数据分析方法估计年最大冰重，须通过不少于20年的典型覆冰天气过程，并至少有5年在线路现场的覆冰观测资料。6.1.3覆冰调查重点是调查地形对覆冰的影响，特别要注意微地形，微气候区影响，冰害事故常常发生在这些地点、〕地形对覆冰的影响有山脉走向与冷空气路径影响，分水岭、风口覆冰增大影响，临近湖泊等大水体影响，盆地与山地交错分布影响等。山脉走向与冷空气路径垂直、坡向为迎风坡时覆冰较大，如东西走向的秦岭山脉北坡为冬季寒潮侵袭的迎风坡，覆冰严重。分水岭、风口地段覆冰大。分水岭、风口常为冷空气通道，风速偏大，导线对水汽、冰晶分子的捕获率高，因而易形成大覆 冰。临近湖泊等大水体的山区覆冰较大，如江西梅岭山区，海拔500m-840j二，山岭东北面是著名的都阳湖，由于风力作用，把充足的水汽带至山顶，诸峰常被云雾覆盖，冬季多有覆冰盆地与山地交错分布处的山地覆冰较大，若山地两侧均为盆地，盆地气温较山地高，盆地的暖湿空气常沿山坡抬升，因绝热冷却作用山顶易形成云雾，在冬季寒潮影响下便容易发生大覆冰。6.1.5本规程所指的建立覆冰观测站为临时短期型，其目的是了解工程地在建站期间的覆冰情况，并与邻近气象站的覆冰资料和气象要素进行对比分析和相关计算，将短期实测资料展延为长期系列资料。若工程需要建立长期的、大型导线覆冰观测站，除了参照执行中央气象局编定的《地面气象观测规范》外，还应根据工程特点、研究目的和内容，结合国内外建站经验，制定一套完整的观测方法和研究方案。观冰站站址选择首先要有冰可观，即每年冬季覆冰期均有较大覆冰出现，覆冰极值及覆冰过程出现机率较多;其次站址代表性好，对覆冰天气成因及重冰区地形条件有代表性，如将站址选在四周空旷、地势开阔平坦处，或山顶、山口、迎风坡等特殊微地形对覆冰影响较突出的地点;再其次要求观冰站附近交通、生活比较方便，有利于坚持覆冰观测。6.2覆冰调查6.2.1.我国实测覆冰资料较少，故覆冰调查十分必要。调查可以提供当地覆冰的定性情况和定量资料，并通过沿线地形，气候特征与当地气象资料综合分析，以及与邻近地区的实测覆冰资料进行地形、气候条件的类比分析，从而枯算工程地(点)覆冰标准冰厚。送电线路覆冰调查一般在沿线附近村镇居民点、厂矿、高山电视台、微波站等进行，同时还要收集相关省、市、县的低 温、冰凌、大雪等有关覆冰资料，做到点、线、面结合。调查范围是规划线路的整个冰区段。调查点应选择能代表沿线地形、特征的地点，如山间盆地、山脊、山腰、娅口等〔〕此外，特别要注意布设不同高程的调查点，以了解不同高程的覆冰情况。6.2.4覆冰搜资的重点是搜集覆冰的定量资料，除了收集气象台站、长途通信线务站和电力观冰站的实测覆冰资料外，还要注意搜集一些有心人记录的覆冰资料。6.2.5对特殊地形点，如风口、娅口、分水岭、山顶、迎风坡等除进行覆冰调查外，还应作实地踏勘，绘制地形草图，辨明冬季主导风向，观察气候、植被情况，简测高程，初步估计该地的寒冷程度和降水量，以及覆冰的大小。实测资料表明，风口等微地形、微气候区对覆冰增大的影响比较显著。根据贵州贵水线、贵六线、水盘线，湖南拓乡线、欧盐线，四川南九线、灌映线和黄茅埂观冰站覆冰资料分析，风口覆冰是风口两侧覆冰的1.5倍一2.5倍口通常海拔越高，温度越低，风速越大，如果湿度条件适宜，过冷却水滴和冰晶数量多，覆冰就大，据云南一些资料表明，山顶覆冰比山腰覆冰大1-2倍。但在一些特定的地形、气候条件下，对于一次具体的覆冰过程，就不一定是覆冰随海拔高度增大，如滇东北河谷区和四川西南山区，海拔3000m以上，水汽条件稍差，云雾滞留时间较短，不易形成大覆冰。而海拔2500m-2800m的山腰地段，为云雾滞留地带，冰凌持续时间长，强度大，易形成较大覆冰，俗称“腰凌”。迎风坡比背风坡覆冰大，根据安徽、云南、四川、贵州几条线路和黄茅埂观冰站的实测资料分析，迎风坡覆冰厚度比背风坡大1.2倍一2.2倍。6.2.7现场汇总覆冰调查资料可以检查收资调查内容、项目是否齐全，能否满足设计要求，有无漏项等，如发现问题应立即进行补充调查。覆冰调杳多为定性资料，定量资料也大部分为目测数据，误 差较大，因此对覆冰调查资料要进行合理性审查。要通过区域性的低温、冰凌、大雪天气资料审查其发生时间是否一致;要通过附近气象站实测资料审查出现大冰凌的可能性;要通过冰害情况审查其可靠性。6.3覆冰计算6.3.1目前架空送电线路导线覆冰计算，一般采用实测覆冰资料与调查资料相结合的方式。首先应用工程地(点)附近的气象站、观冰站的长期实测导线覆冰资料进行分析计算;然后搜集工程地(点)周围的实测历史最大冰厚、冰重资料;再将工程地(点)的调查覆冰资料与上述实测资料分析比较，用地形、气候条件相似的类比法确定工程地(点)的设计冰厚。导线覆冰计算可根据实际掌握的资料选用计算公式，对覆冰密度、形状系数、重现期换算系数等覆冰计算参数，应尽量采用当地的研究成果。对计算出的标准冰厚要通过地形、海拔高度、植被情况、气候条件和区域性覆冰资料等进行合理性分析。6.3.2三种覆冰密度计算方法中以横截面积法比较实用，成果精度较高无实测密度资料地区，首先要了解当地对线路危害最大的覆冰种类，调查覆冰特性，按本规程表6.2.3判定覆冰性质;其次借用邻近海拔、地形、气候条件相似地区的同类覆冰密度;最后再参照本规程表6.3.2选用覆冰密度，经综合分析后确定工程的覆冰密度。根据实测资料分析，一般高海拔地区覆冰密度较低海拔覆冰密度小，这与水汽条件、过冷却水滴的大小有关，所以无资料地区选用覆冰密度数据一定要结合当地覆冰实际情况有些送电线路路径较长，受地形、气候影响，各段覆冰的种类、密度不一致，应根据实际情况，分段用不同的覆冰密度数据。6.3.3本规程中标准冰厚的计算公式(6.3.3-1)、(6.3.3-2),(6.3.3-3)是将覆冰横截面形状概化为圆形，由导线直径和覆冰 的重量、直径推导出的。考虑到实测覆冰资料较少，也规定了可用式(6.3.3-3)计算调查覆冰标准冰厚。通常覆冰形状为近似椭圆形的不规则体，由于导线距地面几米至十余米，目估误差较大，调查资料多称覆冰形状为圆形，故该式为了减少目估误差，进而考虑了覆冰形状系数KS，即椭圆长、短径比。覆冰形状系数一般是用当地实测资料计算分析确定。由于小覆冰大多为迎风侧覆冰的扁平形，形状系数小，而大覆冰多为近似圆形的椭圆形，形状系数大。而对线路产生危害的是大覆冰，因此计算形状系数宜取覆冰大值，使成果趋于合理。6.3.4影响导线覆冰的因素较多，有导线悬挂高度、线径、线路走向、档距、地形等。覆冰大小与导线悬挂高度有关，因为不同高度的风速、含水量有差别，而覆冰与风速、空气含水量关系密切。在近地空气层风速随高度增加，风速愈大，导线捕获的水滴、冰晶就愈多，覆冰就愈大;在覆冰增长期，空气含水量随高度增加，含水量多，覆冰则大。可见在近地空气层覆冰随高度增加而增大。一般导线悬挂高度在30m以下，在离地30m以内，风向如无变化，覆冰增长时间也相近，两高度冰厚比就是冰厚的高度订正系数，可用Kh=BI/B2表示。大量实测资料表明，两高度覆冰厚度比是高度比的幂函数，即Kh=(Z/Zo)0，它表示了冰厚随高度变化的关系，指数a综合反映了风速、含水量、捕获系数等随高度的变化。指数“应由各地实测覆冰资料分析确定，a=0.22是由西南电力设计院在西南山区经过十多年观测获得的大量数据分析计算而得，可供无资料地区参照使用导线覆冰与线径的关系较为复杂，从导线覆冰原理知道，导线覆冰的冰重、冰厚与导线直径有关。国内外有关学者至今有着不同的看法，概括讲有两种观点，一是认为导线覆冰与导线直径大小有关，即导线覆冰冰重随线径的增大而增加，冰厚随线径的增大而减小;二是认为导线覆冰与线径无关。在国外，前苏联、加拿大、日本及IEC(国际电工委员会) 等的规程、标准均认为导线覆冰与线径有关，并重点研究了导线覆冰荷载与导线直径的关系，计算了相应的线径系数在国内，云南省电力设计院建立的昆明太华山、东川海子头、昭通大山包观冰站和西南电力设计院建立的四川会东、黄茅埂观冰站的大量实测资料表明，导线覆冰与线径有关。标准冰厚计算中的线径订正系数K，应根据当地的实测资料分析确定，式(6.3.4-4)是西南电力设计院根据观冰站多年来获取的大量实测资料，进行深人分析研究得到的标准冰厚与线径的关系式，无实测资料地区可参照使用。在覆冰增长过程中，风将大量水滴、冰晶源源不断地输向送电线路，被导线捕获而使覆冰迅速增大。当具备了形成覆冰的温度和水汽条件后，风速的大小和风向是决定覆冰大小的最重要的因素，一般说来线路走向与风向平行的覆冰小些，线路走向与风向垂直的覆冰大些。但是覆冰形成过程中，风向不是固定不变的，加上水滴运动有铅直分量，所以导线与风向有一定交角(毛900)，国内一些研究资料表明，夹角>45。时覆冰较大，夹角<45*时覆冰较小，通常平均情况，线路走向与风向垂直时的覆冰厚度是平行时的1.5倍。由于覆冰极值在形成过程中已包含了风的影响因素，所以在采用Kf值订正时应慎重。覆冰与线路档距大小有关。覆冰总是首先在导线迎风面上生成增长，当达到一定重量时，导线因承受偏心荷重而产生扭转，覆冰有可能在导线各个侧面生成增长，使导线上的覆冰愈积愈大。由于扭转角度与护/d0(L为档距长度，d为导线直径)成比例，而L>d，故档距愈大扭转角度就愈大，如果档距很小，则扭转角度也很小，甚至趋于0。在档距达到一定长度时，档距中央线段的扭转程度要比线夹附近为大，随风运动的水滴、冰晶得以比较均匀地积聚到扭转导线的整个表面，使该段覆冰较厚、较重;而固定不扭转的线段覆冰主要积聚在迎风一侧，覆冰就较薄较轻。一般气象站模拟导线长度为2m，而架空送电线路档距短则几十米，长则数百米至一千多米，短档距导线覆冰较小，长 档距导线覆冰较大，故气象站覆冰资料需要进行订正。关于档距与冰厚、冰重的关系，国内外研究资料较少，难以提出成熟的档距订正系数，西南电力设计院观冰站的实测覆冰资料显示，在大覆冰时，长档距与短档距覆冰标准冰厚比为1.1左右。地形对覆冰的影响较大，迎风坡覆冰大、背风坡覆冰小;风口覆冰大，风口两侧覆冰小;山顶覆冰大，山麓覆冰小，至于定量数据，情况有别，各地应根据实测资料分析确定。除了导线悬挂高度、线径、线路走向、档距、地形等因素影响导线覆冰大小外，还有海拔、林带、电场及负荷电流对覆冰也有影响。但线路走向、地形、海拔、林带、电场及负荷电流等因素受当地条件影响大，一般工程地(点)又无这方面的研究成果，所以通常只考虑导线悬挂高度和线径对覆冰的影响，用本规程式(6.3.4-2)计算设计冰厚。有条件的工程，可多考虑影响导线覆冰的因素，按本规程式(6.3.4-1)计算设计冰厚。线路工程设计冰厚重现期分别为15年和30年，但调查覆冰重现期与设计重现期有可能不一致，就需要将调查覆冰重现期换算为设计重现期，本规程表6.3.4覆冰重现期换算系数KT值是根据西南山区几个测站的长期实测覆冰资料计算分析而得，有一定代表性，各地在不具备资料条件时可参照使用6.4冰区划分6.4.1冰区划分是把问一气候区内侮拔相当、地理环境类似、线路走向大体一致、设计冰厚基本相同的地段划分为一个冰区。为了便于概化设计，架空送电线路冰区划分不宜太多、太乱，冰区的起点级和级差一般为5mm，也有将冰区概化为10二级差划分的。《重冰区架空送电线路设计技术规定》将导线设计冰厚20mm(密度0.9)及以上的地区称为重冰区。有些文献书籍上称设计冰厚Omm为无冰区，5。为轻冰区，10二一15二为中冰区，20。为一般重冰区，30mm为较重冰区，40。以上为特重冰区。 6.5建站观测6.5.1简易覆冰观测站应选在送电线路路径典型地形处，从国内已建过的观冰站看，大多设在山顶和娅口，如四川的白龙山、鲁南山、黄茅埂、蓑衣岭娅口、娘子岭娅口观冰站，云南的太华山、大山包、海子头观冰站，江西梅岭、陕西秦岭的观冰站，贵州的八担山娅口观冰站等。有条件的地方还可在一个山岭的两侧分设几个观冰站，进行不同海拔、不同地形条件的同步观测6.5.3观冰站使用的盒箱是取冰的工具，它是一个25cm长，两端封闭的金属圆筒，筒分开仁下两半，一边用合页连接，筒的直径一般有15cm和25cm两种，覆冰大的测站可配置直径40cm以上的大盒箱。盒箱中间有一直径5二小孔，供卡在8号铁线上取冰，若模拟线直径>5mm，可将盒箱放在已覆冰的导线下方，用刮刀将冰刮入箱内。6.5.4为r方便观测，观冰架宜架设在一块4mY4m大小的较平坦的地方。分南北向和东西向两档线，档距不小于2m，导线至少应有2根，导线为8号铁线或其它导线。架设高度应不低于2m，并配踏板，以利观测。6.5.6一次覆冰过程，一般可以包括覆冰的增长期、保持期和崩溃消融期几个阶段。增长期是指导线上的覆冰不断增长的时期。有此种类覆冰，如湿雪、雾淞，在增长期中可能出现部分被风吹落的现象，仍记为增长期保持期是指覆冰停止增长，其形状和尺寸均无变化的时期。保持期可以在两个增长期之间出现，也可以在停止增长后、开始崩溃消融前出现。覆冰保持期长短可以从几分钟到几天，有时保持期十分短，增长期刚刚停止，随即发生崩溃崩溃消融期是指覆冰已经停止发展，并不断脱落融化的时期，多为气温回升、云雾消散、降水停止引起一次覆冰过程增长、保持、崩溃消融几个阶段可以顺次出现，也可能反复交错出现，时间长短不一往往覆冰在总的增长 过程中，会夹杂出现一些小的崩塌现象，只有当积冰增长至本次过程的最大程度时，在随之而来的脱冰之前，是进行木次覆冰过程最大长径、短径、重量测定的时机，这个时机可在加强观察的基础上，结合天气条件和实践经验来具体判断。若因估计不足等原因，在测冰前覆冰发生较大崩塌，可测定掉在地1_的导线覆冰，并加以注明为了方便计算，通常把覆冰概化为椭圆形，测定它的长径和短径。覆冰的长径、短径可用卡钳和米尺测定，长径、短径包括导线直径，以mm为单位。覆冰表面隆突较多，形状不规则，可测定其中央部分，并分儿段测量，求其平均值。覆冰重量测定是将盒箱置于导线之下，将导线上的覆冰全部刮人箱内称重，盒箱长度为25cm，乘4即为Im导线上的冰重.〕《地面气象观测规范》规定雾淞长径)15nim、雨淞长径)8mm才测定冰重。有些地方覆冰较大，出现次数多，可结合实际情况制定测冰重的标准。勾绘覆冰横截面积应在取冰称重前进行。先将米厘纸中心打一小孔，孔径5二或比线径稍大，能穿过8号铁线或导线，并顺孔将纸直线剪破;然后把导线1-.的覆冰剥出一个比较整齐的横截面，将米厘纸套在导线卜，用铅笔轻轻勾绘下它的形状，并计算出覆冰横截面积和体积观测气温、湿度、风速等气象要素的时间一般在测冰后进行，也可在测冰前进行，即在覆冰保持期进行。有条件的可分别在覆冰增长期、保持期和崩溃消融期观测各气象要素和记录雨、雪、雾等天气现象。6.5.7覆冰观测应以测定大覆冰的长径、短径和重量为主。为此目的，在*14情况下覆冰的正常观测程序和方法可能改变。如果覆水曾长很快，以致在停止增长前覆冰长径已达201卜nm左右，这时应测量覆冰长径、短径和重量，以免覆冰过重脱落而损失记录'