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期刊信息

双月刊,2014年12月创刊
主管单位:南方电网数字传媒科技有限公司
主办单位:中国能源建设集团
广东省电力设计研究院有限公司
编      辑:《南方能源建设》编辑部

出       版:

《南方能源观察》杂志社有限公司

名誉主任委员:杜祥琬 院士
主任委员:彭雪平 全国工程勘察设计大师
联合主编:杨勇平院士 范永春正高级工程师
副 主 编:张春文
编辑部主任:郑文棠
地       址:广州市黄埔区科学城天丰路1号
电       话:(020)32116683; 32115630
标准刊号:ISSN 2095-8676
CN 44-1715/TK
邮       箱:nfnyjstg@gedi.com.cn
优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
显示方式:
宽光谱共轭小分子在太阳能海水淡化与热电发电中的应用
朱景帅, 邱肖盼
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.4.01
[摘要](49) [HTML全文](15)
摘要:
      目的     为解决太阳能海水淡化器件成本高、制备工艺复杂的难题,本研究选择具有重量轻、成本低、合成及提纯工艺简单等优点的有机小分子光热材料作为太阳能吸收材料。      方法     利用一种有机共轭小分子Y6,与低成本的纤维素纸结合,制备了在350~1000 nm范围内宽光谱吸收的高光热转换性能的Janus结构水蒸发器。      结果     蒸发器的下表面具有高效的水粘附性,利于高速集水,而蒸发器的上表面具有拒水性,能够达到理想的自漂浮能力。并且每3.14 cm2的器件仅需0.5 mg光热材料就能实现超过70 ℃的温度,节约用料优势明显。      结论     在1.0 kW/m2太阳光辐照下,基于Y6的蒸发器的光热能量转换效率为64.4%,蒸发速率高达1.13 kg/(m2·h),明显高于对照的纤维素纸蒸发器。经过太阳能蒸发脱盐后,得到的纯化水的离子浓度相比于初始的模拟海水显著降低4~6个数量级。该蒸发器与热电器件集成,在1.0 kW/m2太阳光照射下,蒸发速率达到1.02 kg/(m2·h),同时还产生了55 mV的输出电压。研究结果表明,基于有机小分子Y6的太阳能蒸发器,在光热水净化和热电发电协同作用方面具有良好的应用前景。
中国氢燃料电池汽车市场发展现状及展望
刘畅, 林汉辰, 史陈芳达, 胡明月
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.2.03
[摘要](105) [HTML全文](48) [PDF 2254KB](21)
摘要:
  目的  燃料电池汽车产业作为氢能发展的主要赛道之一,在交通领域脱碳转型过程中承担着关键角色。针对当前政策环境和产业基础,对中国燃料电池汽车市场发展趋势和挑战展开系统性分析具有必要性。  方法  文章聚焦市场规模、细分方向、装备及氢源价格等市场要素,对政策驱动下的燃料电池汽车市场发展情况进行介绍与分析。  结果  中国燃料电池汽车市场的推广应用效果与政策扶持力度、奖补细则明确程度和地方优势企业带动密切相关;市场已根据主机厂和燃料电池系统配套企业综合竞争力初显头部企业效应;整车和动力系统价格相较2021年下降5%~20%,但综合应用成本尚未达到市场化水平。  结论  尽管中国燃料电池汽车市场化进程仍掣肘于装备制造成本、氢源价格和基础设施配套等因素,但产业发展的决心坚定,将不断随着产品性能验证、基础设施建设、商业模式创新得以稳步发展,展现出更大活力。
反常电子粘滞性引起的双撕裂模非线性演化
何志雄, 董家齐, 蒋海斌
当前状态:
[摘要](95) [HTML全文](49) [PDF 5497KB](128)
摘要:
  目的  在常规电阻撕裂模方程的基础上加入反常电子粘滞性,用圆柱位形的磁流体动力学,对由反常电子粘滞性引起的双撕裂模的非线性发展做了数值研究。  方法  通过对非线性发展阶段磁岛和磁力线的演化分析,详细研究了两个有理面间距分别为较大、中等、较小3种情况下,由反常电子粘滞性引起的双撕裂模非线性发展的不同阶段的磁场拓扑结构的变化以及相关动力学特征,探讨了非线性发展的驱动问题。  结果  研究表明,两个有理面的间距的大小,对双撕裂模非线性发展有很大影响。间距中等时,会发生快速磁重联,对位形破坏最快最大。  结论  研究结果对托卡马克的位形设计和运行时的控制提供了参考。
工业园区碳排放核算与“双碳”转型路径研究
王仲, 马思明, 王婷婷, 陶炜, 徐婧
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.10
[摘要](62) [HTML全文](22) [PDF 1123KB](4)
摘要:
    目的    工业园区作为我国工业化与城市化发展的重要载体,在提供大量基础设施和公共服务的同时也成为我国碳排放的主要源头,是实现我国碳达峰、碳中和目标的重要切入点和着力点。为实现工业园区碳排放精细化管理,提出了工业园区碳排放转移过程分析与“双碳”路径优化决策理论研究框架。    方法    首先,分析工业园区范围内能源、工业、建筑、交通、基础设施等业务场景的碳排放特性,建立基于清单分析法的工业园区碳排放核算模型;其次,考虑工业总产值、产业结构、能源结构、能源消耗量等因素对碳排放的影响,建立基于STIRPAT方法的碳排放影响因素分解模型;最后,分析数字化技术赋能绿色低碳转型的作用机理与影响路径,提出“双碳”路径优化决策方案。    结果    以江西省赣州经开区为研究对象,计算2020—2022年工业园区的碳排放量和碳排放强度,识别碳排放量增加的主要影响因素,从产业结构、能源结构、政策制度和平台建设4个方面规划了工业园区“双碳”转型路径。    结论    研究表明,所提模型能够充分提炼工业园区统计数据的信息,具有科学性和有效性,为工业园区“双碳”转型路径决策与园区数字化碳管理工业互联网平台建设提供了理论支撑。
政策视角下光伏全产业链的地区差异性分析
黄斌, 赵伟, 廖力达, 肖孟, 黄佳亮, 谢佩伶
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.2.18
[摘要](55) [HTML全文](35) [PDF 2850KB](14)
摘要:
  目的  “双碳”战略为中国能源发展提出了一条新路径,限制对传统化石能源的使用,就促使中国政府加大对新能源产业发展的支持。光伏作为一种覆盖面最广、最易获取的新能源,成为解决当前能源和环境问题的首选。但如果想要增大其市场规模、实现光伏产业的蓬勃发展,就必须要找出并解决当前阶段光伏的痛点与难点。  方法  文章对中国的光伏全产业链政策进行梳理分析,探究光伏产业激励政策存在的不足之处;并利用2000-2021年A股市场上33家样本企业的数据,建立DEA模型探究政策引导下的中国光伏产业综合创新效益和规模效益;再利用面板回归分析法探究不同地区政策对光伏产业上、中、下游企业创新能力的不同影响。  结果  研究表明:政策补贴对光伏上游企业的创新效益影响更为显著,与东部地区的企业发展成正相关关系,西部地区则相反,存在一定的地区差异性。  结论  应该提高在光伏技术创新层面的政策优惠力度,并结合地区优势进行合理的产业链规划布局。
基于不同液化方式的液态二氧化碳储能系统研究进展
郑平洋, 郝佳豪, 常鸿, 张振涛, 杨俊玲, 李亚南, 张家俊, 越云凯, 荆亚楠
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.2.05
[摘要](110) [HTML全文](51) [PDF 2194KB](34)
摘要:
  目的  随着新能源的大规模应用,新能源发电并网面临的挑战不断突显,储能系统的重要性日益上升。二氧化碳储能(Carbon Dioxide Energy Storage,CES)技术是近年来兴起的一种压缩气体储能技术,具有储能密度大、寿命长、系统设计灵活等优势。其中液态二氧化碳储能(Liquid Carbon Dioxide Energy Storage,LCES)技术在系统高压侧和低压侧均采用液相存储二氧化碳,储能密度高、运行稳定性强。  方法  文章首先介绍了LCES系统的运行原理和关键技术指标,指出二氧化碳液化的重要性和常见工艺。然后介绍了针对LCES系统低压侧CO2液化的研究现状,包括采用混合储能工质、自冷凝、利用LNG冷能、采用蓄冷器,详细分析了各种方式的特点。  结果  研究表明,采用蓄冷器是最具优势的方式。进一步分析蓄冷液化面临的技术挑战及发展前景具有必要性。  结论  研究为LCES系统CO2液化技术的进一步发展提供了指导。
海上漂浮光伏发电技术及其融合发展展望
岳云峰, 彭欣然, 王洪庆, 卢斌
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.2.04
[摘要](99) [HTML全文](143) [PDF 1465KB](30)
摘要:
  目的  在“双碳”背景下,我国沿海省市逐步加大向海洋开发清洁能源的力度。海上风电场建设已经初具规模并已逐步实现平价上网,海上漂浮式光伏(Floating Photovoltaic,FPV)试点项目正在不断涌现。探索多种海洋资源的综合开发,在能源领域集约用海,打造海上综合能源系统,对于沿海省份高质量地实现碳中和具有重要意义。  方法  总结了目前国内外海上FPV技术发展及工程试点情况,分析了各种海上FPV技术的优势及挑战,预测了在中国近海发展FPV的市场规模,提出并探讨了海上FPV与海上其他基础设施的融合发展方式,并结合案例给出了融合建设场景及经济性分析。  结果  海上FPV技术目前总体处于试验和试点阶段,未来在国内外市场应用空间广阔,其主要技术难点是浮体在严苛海洋环境条件下的生存能力,现有试点工程单位造价相对较高,但与其他海洋设施结合发展潜力巨大。  结论  海上漂浮式光伏与海上风电等其他海上设施融合建设可以有效提高能源设施的利用效率,降低建设和运行的成本。海上风光互补还较好地解决了单一能源供应的稳定性和安全性问题。
水资源对我国绿氢产业的影响分析
张明震, 张灿, 吴秀山, 程前
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.2.13
[摘要](79) [HTML全文](46) [PDF 1661KB](12)
摘要:
  目的  文章旨在研究分析我国水资源对绿氢产业发展的影响,揭示水资源与绿氢产业发展之间的矛盾,分析绿氢产业未来发展趋势,为我国可再生能源制氢项目发展布局提供有益参考。  方法  为了证明水资源会在“三北”等地区限制我国绿氢产业发展,结合实地调研情况和文献材料,从水资源政策、传统化工产业用水和制氢技术等角度进行分析论证。  结果  分析结果表明,在我国水资源相关政策限制下,绿氢产业布局应考虑水资源的制约,大规模制取绿氢以及绿氢对化石能源制氢替代,并不能有效节水,反而会促进化工产业用水量增加;在水资源制约下,我国绿氢产业发展须从全局用水角度考虑布局,并要充分结合既有化工产业的发展趋势,同时应考虑海水等可利用的丰富资源。  结论  我国绿氢产业发展不应忽略了既有政策框架、技术水平、产业布局和既有资源特性的问题,布局绿氢项目时,应充分考虑现状和未来趋势,从全局谋划、产业协调发展、资源有效利用等角度考量,解决水资源对绿氢产业的限制问题。
统一硬化本构在大直径单桩桩-土分析中的应用
马兆荣, 刘振韬, 王金玺, 张友虎
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.2.12
[摘要](41) [HTML全文](28) [PDF 2364KB](10)
摘要:
  目的  推动海上风电基础的优化设计,将理论更加完善,模拟结果更加符合实际的高级岩土本构模型推广至实际工程应用。  方法  首先介绍了一种高级本构模型:统一硬化本构模型(UH模型)的理论框架,随后对其进行了面向实际工程应用需求的修正,最后将修正后的模型应用在大直径单桩桩-土分析中,并对结果进行了宏观和单元层面的分析以验证其有效性与实用性。  结果  经过修正和验证,得到了适用于实际工程问题的UH_G0模型。该模型将原始UH模型中的参数“初始孔隙比”替换为“超固结比”;并引入Andersen经验公式,将剪切模量与本构参数κ解耦,显著提升了原始UH模型的初始剪切刚度,使得UH模型对变形(刚度)敏感的边值问题具有适用性。  结论  UH模型作为理论框架清晰,参数物理意义明确的高级本构模型具有较好的实际工程应用潜力。研究进行的面向工程设计需求的两项修正是必要的,二者分别提高了UH模型实际应用于边值问题的便捷性和初始刚度计算的准确性。修正后的UH_G0模型在有限元模拟过程中表现出对实际工程问题良好的有效性与实用性。
Comparative Research on Integrated Towing Motion Performance for Multi-Column Semisubmersible Floating Offshore Wind Turbines
QI Xiling, LE Conghuan, REN Jianyu, ZHANG Puyang, DING Hongyan, QI Xiaoliang
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.2.02
[摘要](71) [HTML全文](20) [PDF 1866KB](18)
摘要:
  Introduction  A comparative research was conducted to investigate the variation rules of motion responses in various degrees of freedom (DOF) and towline forces in the towing process of three-column submerged floating offshore wind turbines (TC-SFOWT) and four-column submerged floating offshore wind turbines (FC-SFOWT) under different working conditions, through a physical model test using a DTU 10 MW wind turbine.   Method  Firstly, a free attenuation test was carried out in still water. Then towing process tests were carried out in regular wave and irregular wave environments. The research focuses on the effects of different towline point heights, wave heights, and wave periods on the towing process of SFOWTs.   Result  These tests yielded the following findings. (1) The analysis related to heave, roll, and pitch natural vibration periods of SFOWTs reveals that the difference in natural vibration periods between the two SFOWT structures in the same DOF is within 5 seconds, the TC-SFOWT exhibits a smaller heave acceleration and longer natural periods of pitch and roll. (2) As wave height increases, the response of SFOWTs in each DOF and the towline force also increase, and the increase in wave height has a greater influence on the heave acceleration and roll angle of the TC-SFOWT under both regular wave and irregular wave conditions, while it has a smaller impact on the pitch angle and towline force. (3) When the wave period differs greatly from the natural period of SFOWTs, an increase in wave period results in a decreasing trend in the SFOWTs’ responses across various DOFs, except for heave acceleration. (4) When the towline point is flush with the water level, the towline force amplitudes of the TC-SFOWT and FC-SFOWT are respectively 11.1% and 14.7% lower than those of the other two working conditions.   Conclusion  In conclusion, the towing motion performance of the FC-SFOWT is better. In actual engineering practices, the towline point height when the structure is self-floating should be arranged at the water surface line, so as to reduce motion response during the towing process.
提高高压变频器安全性及运行可靠性的策略
李铜林
当前状态:  doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.****.**.***
[摘要](38) [HTML全文](19) [PDF 1017KB](6)
摘要:
  目的  “节能减排”是近些年来国家对工业项目的技术要求,变频技术可使工艺设备在不同工况下调整出力,从而节约资源。但变频器属于电力电子设备,IGBT元件本身故障率相对较高,且对运行环境要求苛刻,因此提高高压变频器的安全性、运行可靠性十分重要。  方法  在高压变频器个别功率单元故障退出情况下,依据中性点漂移技术,调整中性点位置及三相电压之间的夹角,使高压变频器可以在旁路掉部分故障功率单元后仍可以正常运行;将高压变频器的实时状态送至DCS,根据DCS逻辑组态,实现高压变频器整机自动旁路技术;设置单独的高压变频器室,通过空调、通风、风道系统等,为高压变频器提供一个相对较好的运行环境。  结果  通过对高压变频器采取内部策略和外部环境策略后,高压变频器的故障率有所降低,延长了高压变频器的无故障安全运行时间。   结论  采用中性点漂移技术及整机自动旁路技术,可以降低高压变频器的故障概率及频次;联合改善运行环境的温度和湿度条件,可以提高变频器持续可靠运行时间,对提高变频器的安全性及运行可靠性有显著帮助。
近海深水区混凝土半潜型浮式风机一体化计算与耦合动力特性分析
高一帆, 陈嘉豪, 尹梓炜, 郑灿, 曲晓奇
当前状态:  doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2023-150
[摘要](74) [PDF 1710KB](22)
摘要:

[目的] 探索10MW级半潜型浮式风机的一体化计算方法并分析其在40~50m近海深水区的耦合动力响应特性。[方法] 本文以10MW混凝土半潜型浮式风机为例,构建一体化时域数值计算模型,统计分析其额定发电和极端工况下的平台动力响应和系泊张力特征。[结果]平台水平运动主要受波浪荷载、风荷载和系泊刚度特性的影响,最大水平运动和系泊张力发生在生存工况,垂向运动主要受波浪荷载影响,摇摆运动的均值主要受风荷载影响,上述浮式风机动力响应均满足设计指标。[结论] 一体化数值计算方法较好地考虑浮式风机耦合动力特性,由于水深限制,近海深水区的海上漂浮式风机对水平运动约束和系泊非线性问题的优化更为重要,响应极值主要发生在极端工况,上述结论为此类漂浮式海上风机基础结构的研究与设计工作提供了一定的参考。

基于智能控制的燃煤锅炉灵活调峰技术分析
宋民航, 杨宏燕
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.****.*.**
[摘要](10) [HTML全文](7) [PDF 3927KB](0)
摘要:
  目的  随着对火电机组灵活调峰的需求骤增及信息技术的飞速发展,火电企业正由传统运行及管理模式,向更加清洁、高效、可靠的数字化及智能化方向发展,如何提高燃煤机组灵活调峰过程中的智能化、精准化及可靠性,已成为行业内人员所关注的重点问题。  方法  文章针对深度调峰的背景需求,首先对燃煤锅炉灵活调峰中的典型问题进行总结,同时分析了应用于锅炉的控制理论整体发展状况。基于此,分别从锅炉燃烧性能优化控制、宽负荷脱硝精准控制、锅炉运行能效控制、主辅机设备监测及诊断等4个方面对基于智能控制的燃煤锅炉灵活调峰算法模型及应用进行了综合分析。  结果  在此基础上,详细探讨了智能控制理论及模型在燃煤锅炉灵活调峰中的研究进展及应用效果。  结论  目前,基于燃煤锅炉灵活调峰过程中的常见问题,需要在燃烧组织方式稳燃能力深度提升的基础上,提高基础数据获取准确性,促进数据及知识的互补融合,加强多目标优化控制及DCS控制系统优化等,同时兼顾调峰经济性与机组寿命之间的辩证优化关系,从而为提高燃煤锅炉灵活调峰能力提供智能化及精准化解决方案。
Highview Power液化空气储能中试装置热力学分析
孙潇, 蔡春荣, 罗志斌, 王小博, 朱光涛, 裴爱国
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024.2.07
[摘要](9) [HTML全文](7) [PDF 2181KB](2)
摘要:
  目的  构建以新能源为主体的新型电力系统,储能成为必不可少的支撑技术。液化空气储能是一种新兴的技术经济可行的大规模储能解决方案,具有广泛的应用前景。Highview Power液化空气储能中试装置是目前唯一公开了现场测试数据的液化空气储能系统。为探究液化空气储能的热力学原理,寻求提升循环效率的方法。  方法  根据Highview Power液化空气储能中试装置的工艺流程建立了热力学建模,利用测试数据验证了热力学模型的准确性。通过㶲分析研究制约循环效率的关键设备,通过控制变量法研究关键操作参数对储能过程和释能过程的影响。  结果  结果表明:制约循环效率的关键设备是循环压缩机和汽化器;增加高压压力和节流后压力、提高增压膨胀机的分流质量和入口温度、回收释能过程回热器的冷量有利于提升储能过程液化率、降低液化能耗;提高释能高压压力和膨胀机组入口温度有助于提升系统的输出功率和循环效率。  结论  提出了回收压缩热、提高压缩机等熵效率、减小汽化器换热温差等改进措施以提升循环效率。
封面
《南方能源建设》2024年1期封面目次
2024, 11(1)  
[摘要](69) [PDF 2650KB](171)
摘要:
特约主编寄语
能源气象技术专刊主编寄语
陈正洪, 申彦波
2024, 11(1): 1-1  
[摘要](46) [HTML全文](49) [PDF 3284KB](234)
摘要:
风光资源监测与评估
面向空中风力发电系统的高空风场观测
蔡彦枫, 李晓宇
2024, 11(1): 1-9   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.01
[摘要](510) [HTML全文](1170) [PDF 2328KB](537)
摘要:
  目的  文章旨在研究空中风力发电系统(Airborne Wind Energy System, AWES)的测风需求及设备选型。  方法  以某空中风力发电示范工程为依托,开展测风激光雷达与风廓线雷达的对比观测试验,并对数据获取率、垂直廓线特征和时间变化特征进行分析。  结果  结果显示:在3 km高度范围内,测风激光雷达的数据获取率随高度递减至不足0.4,风廓线雷达的数据获取率则维持在0.98以上,具有更好的观测适应性;两种测风设备的风速、风向垂直廓线以及逐日、多日波动特征均具有一致性,并且能被再分析资料和高空气象站同期探空资料所验证。测风激光雷达观测结果的中位数、极差、标准差等统计特征与再分析资料更接近,相关性更好;风廓线雷达观测结果的极差和标准差整体偏大,测风精度不及测风激光雷达。  结论  文章研究表明,应根据项目所在地的气候状况,在空中风力发电站工程的不同设计阶段合理选择测风设备,科学设置测风方式。
考虑地形影响的太阳能资源精细化评估及技术可开发量计算
孙朋杰, 何飞, 陈正洪, 孟丹
2024, 11(1): 10-18   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.02
[摘要](172) [HTML全文](67) [PDF 1877KB](241)
摘要:
  目的  我国提出“碳达峰、碳中和”目标,意味着到2030年,我国风电、光伏发电总装机容量要在现有基础上增加2倍以上,大力开发包括太阳能资源在内的可再生清洁能源已成为国际社会的共识。文章以湖北省房县为例,通过引入再分析资料及地形数据,开展太阳能资源的精细化评估,计算技术可开发量,为合理开发利用太阳能资源提供数据支撑。  方法  通过位于该县境内的1个辐射观测站(A站)2012~2020年辐射观测数据,对临近的ERA5再分析资料进行订正,形成2000~2020年精度为0.1°×0.1°的辐射格点产品,同时考虑坡度、坡向、海拔高度等对辐射的影响,采用GIS技术方法建立基于地理信息的辐射模型。基于Landsat TM/ETM/OLI遥感影像资料,引入土地利用类型数据,考虑光伏开发的限制因素和不同土地类型的可利用率。  结果  将模型模拟结果与区域内另外2个辐射观测站(B站、C站)实际观测数据进行对比。从整年总体情况看,B站年平均相对误差为5.7%,C站年平均相对误差为3.4%;从各月辐射看,B站相对误差在2%(1月)~14.1%(8月)之间,C站相对误差在0.1%(2月)~15.4%(6月)之间,所建模型能较好反映实际辐射情况。  结论  根据模拟结果,得到房县太阳能资源分布情况,年总辐射在4.00~4.13 GJ/m2,空间上呈现中部河谷风地区的资源多,南、北高海拔山区的资源少的分布。经计算,得到房县光伏发电可开发面积为60.7 km2,技术开发量为4.501 GW。
基于高塔数据的山区丘陵与平原湖区风能参数差异分析
许杨, 陈正洪, 申彦波, 孟丹
2024, 11(1): 19-32   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.03
[摘要](65) [HTML全文](36) [PDF 4641KB](143)
摘要:
  目的  为促进风能资源开发的持续健康发展,为内陆地区风能资源的合理开发及利用提供科学依据,文章重点分析山区丘陵与平原湖区主要风能参数特征及差异。  方法  选用11个塔高为90~150 m的测风塔1整年观测资料,对湖北省山区、丘陵、平原及湖区等5种不同地形形态下的主要风能参数特征及差异进行探讨。  结果  分析结果表明:(1)各塔高层风速日变幅在1.0~2.3 m/s,山区丘陵地形下变幅明显大于平原湖区,且各层变化趋于一致,均为白天小晚上大,平原湖区低层风速日变化与高层特征相反,为白天大晚上小;(2)各塔综合风切变指数在0.055~0.328之间,在山区丘陵地形下大于平原湖区,风切变指数日变幅在0.063~0.378,变化特征为白天小晚上大,平原湖区风切变日变幅明显大于山区丘陵,大风情况下的风切变在山区丘陵地形下分布较为离散,平原湖区地形下则相对较为集中,基本稳定在0.1~0.2之间;(3)各塔高层有效风速段年平均湍流强度为0.13~0.18,山区地形下大于平原湖区,各塔湍流强度日变幅在0.07~0.15,变化特征均为白天大晚上小,但山区丘陵地形下变幅明显大于平原湖区。  结论  不同地形下的风能资源特征在动力和热力作用下表现出明显的时空变化差异,分析结果可为风能资源开发利用提供指导。
基于威布尔分布的风功率密度计算方法比较
李化
2024, 11(1): 33-41   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.04
[摘要](168) [HTML全文](57) [PDF 3117KB](159)
摘要:
  目的  风功率密度是风资源评估重要参数之一,准确地计算风功率密度有赖于风频威布尔分布拟合的准确性,对它进行正确地分析和评估有助于降低投资风险和提高投资决策的可靠性。针对目前风资源评估缺少威布尔分布拟合准确性方面的研究,文章旨通过研究比较那种威布尔分布拟合具有较高的精度,从而提高风资源评估的准确性。  方法  对目前国内外采用的5种威布尔模拟风频分布的方法进行研究,引入决定系数来确定威布尔模拟的准确度,比较威布尔函数计算风功率密度与实测数据计算风功率密度绝对误差和相对误差大小。  结果  结果表明:能量因子法EPF和最大似然法MLE模拟出来的威布尔拟合决定系数高于其他方法,包括经验法(EPJ和EPL)和最小二乘法(LLSA)。用这两种方法所得的参数计算风功率密度,与实测数据计算所得的风功率密度相比较,其绝对误差和相对误差也小于其他3种方法。  结论  研究结果可为风资源评估时选择何种威布尔方法计算风功率密度提供参考依据,客观地反应风电场风资源情况,提高风资源评估的准确性。
风力机组尾流模型适用性评价
李胜, 葛文澎, 吴嘉诚, 曲春明, 孙睿
2024, 11(1): 42-53   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.05
[摘要](196) [HTML全文](60) [PDF 3424KB](78)
摘要:
  目的  风力机组的尾流效应是风电场能量损失的重要因素,研究机组尾流有利于优化机组排布,提升风电场的经济性。  方法  分别对8种常见尾流模型的尾流风速衰减、湍流强度预测情况进行对比研究。为确保评估的合理性,基于风场测量数据及风洞实验数据进行定量分析,对比数据范围限定于风机下游距离3倍到10倍风轮直径。  结果  分析结果表明:对于尾流风速预估,二维模型较一维模型与实际尾流风速分布结构更契合,其中Jensen-Guass有着更好的尾流宽度预测,而2D-k-Jensen尾流中心风速预测精度更高且多工况适应性更强,最大平均偏差及偏差标准差分别为8.7%、5.5%,均适用于机组尾流风速预估。一维模型中的Jensen模型尾流中心风速预估能力虽最好,部分工况平均偏差低于10%,但Park模型在尾流风速水平分布预测上表现更佳,案例2中预测性能与二维模型相当,各工况平均偏差均低于10%,较前者更适合尾流速度预测。对于湍流强度的预测,Ishihara模型在湍流结构的预测展现出明显优势,平均偏差均低于10%,但尾流中心处湍流强度预测结果较差,不利于下游机组位置处湍流强度的预测,其余模型中Frandsen、Jensen-Guass在低环境湍流强度工况的预测相对较好,但高环境湍流强度下两者存在相反趋势,Frandsen模型预测精度更高,适合机组湍流强度预估,而Jensen-Guass的预估结果远大于实验值,预测结果较不稳定。高上游风速下各模型尾流风速预估精度均有较大的提升,环境湍流强度的提高对模型尾流风速和湍流强度预估精度有一定的促进作用,Jensen-Guass模型除外。  结论  Jensen-Guass和2D-k-Jensen模型尾流风速预测值与实测数据吻合较好,Frandsen模型湍流强度预测性能更佳,可作为海上风场机位排布优化及尾流控制分析的参考尾流模型。
基于Fourier拟合的光伏跟踪系统设计
刘星宇, 朱金荣, 盘瑶, 张剑云
2024, 11(1): 54-63   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.06
[摘要](112) [HTML全文](108) [PDF 3800KB](147)
摘要:
  目的  为提高光伏支架的发电效率,以基于Fourier拟合算法的视日运动轨迹光伏跟踪器为研究设计对象。  方法  借助MATLAB分析了传统视日运动轨迹算法的跟踪精度情况,更进一步地在此基础上提出了精度更优的8阶傅里叶拟合视日运动轨迹跟踪算法,并结合GNSS定位技术,得出太阳实时运行轨迹。系统设计以STM32单片机作为微处理器,采用6轴加速度传感器,通过重力矢量在其轴上的投影确定光伏跟踪支架的实时倾斜度,以此二者建立跟踪支架三维运行模型,通过分析太阳光线在支架上的余弦效应即可得到电机需要运行的动作角。同时为解决晨昏时刻光伏组件间的阴影遮挡问题,系统增加逆跟踪算法。并考虑到大规模机组的应用,提出主从电机同步控制策略。  结果  傅里叶拟合算法拥有更高的跟踪精度,精度可达到10−2数量级,高于传统算法一个数量级。同时采用逆跟踪技术可节约24.3%光伏阵列用地面积,大幅提高了土地利用率。  结论  本研究采用更为精准的视日运动轨迹跟踪模型,较好地解决了太阳辐射利用的余弦效应,提升了电站的发电效率,实现了安全高效绿色能源体系的建设,促进了我国“双碳”目标的推进与达成。
港口实景下大型风电机组工程化设计分析
唐道贵, 柯耀, 张乾能, 李将渊, 俞浩焕, 朱琳杰
2024, 11(1): 64-72   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.07
[摘要](154) [HTML全文](52) [PDF 1677KB](100)
摘要:
  目的  港口面临着巨大的生产用电需求和碳减排压力,港区丰富的风能资源使得风电在港口具有较大应用前景。风电机组选址及选型设计将直接影响电站的经济效益和港区生产安全,在风能系统工程化设计中具有重要的研究意义。  方法  以宁波舟山港穿山港区为例,研究了港口特定环境下大型风电机组的工程化设计原则与限制因素,分析了港区风能资源情况与风资源能源化潜力,基于历史统计信息,分析了影响港区的特殊气候;基于港区实景,考虑港区特定环境下的限制因素,对风电机组的选址设计进行分析;研究了风电机组的选型设计方法,并以市场上4种主流机型为例,从多个维度对港区风机选型设计进行了分析。  结果  最终,选用IEC I类及以上且具备抗台特别设计的WTG2型风电机组风机,年发电量可达24.53 GWh,节约用电成本0.233亿元,减少CO2排放约1.425 1万t。  结论  所提出的港口实景下大型风电机组工程设计方法经验证可行,且可以实现较大的经济和生态效益,助力港口实现碳达峰和能源自给,对港口风电场工程设计具有一定的借鉴参考价值。
风光发电功率预测
中国气象局风能太阳能预报系统(CMA-WSP)在风资源短期预报中的检验评估
王明, 孟丹, 许沛华, 许杨, 陈正洪, 贾蓓西
2024, 11(1): 73-84   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.08
[摘要](281) [HTML全文](62) [PDF 4476KB](54)
摘要:
  目的  为检验中国气象局风能太阳能预报系统(CMA-WSP)风速产品在风资源短期预报中的可靠性,对CMA-WSP 100 m风速3 d预报产品进行检验分析。  方法  文章利用湖北省枣阳周楼、麻城蔡家寨和大金中部3个风电场100 m风速实测数据开展研究。  结果  研究结果如下:(1)CMA-WSP对枣阳风电场3 d内风速的整体预报效果较好,预报结果与实测风速变化趋势较为一致,逐15 min、小时平均和日平均风速第1 d的预报与实测风速相关系数可达0.728、0.740和0.860,随着预报时效增加,预报与实测相关性逐渐降低。(2)CMA-WSP预报风速与实测风速相对误差变化规律性强,逐15 min、小时平均和日平均风速第1 d预报相对误差分别为68%、70%和92%,预报风速整体高于实测风速;小时平均风速及相对误差均呈现白天小、晚上大的特征;月平均风速变化与MRE值变化呈相反趋势,且在1~6月和10~12月最低、7~9月最大。(3)从地区差异来看,CMA-WSP对枣阳周楼风电场风速的预报效果最好,第1 d预报与实测风速相关性可以达到0.728,第2~3 d的预报相关性也超过0.6,CMA-WSP对蔡家寨和大金中部风电场的预报与实测风速相关系数均低于0.6。  结论  CMA-WSP风速预报效果整体较好,且相对误差具有一定的规律性,有利于下一步对该产品进行订正、降低误差水平。
基于机器学习的风电场风速多模式集合预报
高盛, 许沛华, 陈正洪
2024, 11(1): 85-95   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.09
[摘要](56) [HTML全文](24) [PDF 1614KB](32)
摘要:
  目的  随着大量风电场的兴建,组合研究不同的机器学习算法和气象预报模式已成为研究焦点。  方法  文章以湖北省风能资源的空间分布特征为基础,通过选取代表站点结合实验数据分析对结果进行深入探讨。  结果  在湖北省,已建和在建的风电场主要集中在“三带一区”的区域,具体包括:位于湖北省中部,从荆门至荆州的南北向风带;位于鄂北,从枣阳至英山的东西向风带;部分湖岛和沿湖地带;以及鄂西南和鄂东南的部分高山地区。该研究采用4种不同的数值预报产品,包括CMA-WSP、CMA-GD、WHMM和EC,与实测风速对比深入探究这些数值模式的适用范围。  结论  通过分析基于机器学习的5种集合预报方法及均值法在湖北省各地区的表现确定了适合的算法和预报模式组合,为提高集合预报的准确性提供了参考。
基于大涡模拟与中尺度数值天气模式的精细化风场模拟
欧敏焯, 吴迪, 张敏
2024, 11(1): 96-104   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.10
[摘要](139) [HTML全文](30) [PDF 2463KB](102)
摘要:
  目的  结合中尺度模型与大涡模拟模型,考虑大气边界层变化,开展了亚公里级的项目机组排布的数值模拟,给海上风机项目在选址排布阶段提供发电效能高的排布方案。  方法  将中尺度数值天气模拟结果转换为大涡模拟模型输入的边界条件,并在大涡模拟模型中引入实际风电场运行的模型参数,进行考虑实际大气边界层变化下的风电场空间的环境风场数值模拟试验,基于风电场收集的观测数据,对本风场精细化模拟方案的结果进行评估。  结果  模拟结果表明:将中尺度天气模型的模拟结果转换为大涡模拟模型能读取的动态驱动并基于该模型对风电场所处的风场进行模拟,其模拟结果能再现在实际风电场中,外部风场流经风电场后,外部风场的变化和在风电机群内所产生的尾流及其对于风电场内部风场的影响,且在风机轮毂处的风速模拟值的均方根误差为1.54 m/s。  结论  该考虑中尺度气象要素变化和风电场对环境风场影响的风场精细化模拟方案可为实际项目设计阶段提供相应的指导。
典型风电场地形大气稳定度对风机出力的影响
王彬滨, 余江, 张荣, 孙朋杰
2024, 11(1): 105-111   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.11
[摘要](60) [HTML全文](27) [PDF 2469KB](100)
摘要:
  目的  分析了大气稳定度对风机出力的影响,为提高计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)风能资源模拟精度提供技术参考。  方法  选取立于平坦和复杂山地两类典型地形上的两座测风塔不同高度的风速、气温、气压等观测数据,使用莫宁-奥布霍夫长度法分别计算两座测风塔所在区域的大气稳定度,参照Irwin大气稳定分类标准对稳定度计算结果分类,再根据分类结果进行两座测风塔轮毂高度处出力分析。  结果  结果表明:在近地面层,复杂山地大气热效应造成的表层垂直混合作用更为明显,造成的大气不稳定性较为强烈,但垂直混合作用不充分;复杂山地大气稳定度对风机出力的影响大于平坦地形,其不确定性更强。  结论  在进行CFD风电场流体建模时需要考虑大气稳定度的影响,特别是超低风速复杂山地场址条件下,大气稳定度的评估对风机选型及发电量仿真精度尤为重要。
基于改进LSTM神经网络的风电功率短期预报算法
高盛, 许沛华, 陈正洪, 成驰
2024, 11(1): 112-121   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.12
[摘要](73) [HTML全文](24) [PDF 2504KB](98)
摘要:
  目的  风能的波动性和间歇性给大规模的风电并网提出了挑战,解决这一问题的有效途径是能够提供准确的风电功率预报。  方法  针对这一挑战,提出了一种新的基于改进LSTM(长短期记忆)架构的深度学习神经网络的风功率预报模型,包含自主研制的数据异常检测与处理、风速特征提取、超参数调优于一体的风电功率预报方法。为了使神经网络模型能更加准确地学习风速特征对风电功率的影响,还定义了一种使用特征筛选以及特征倍增相结合的特征工程方法。  结果  仿真结果表明:所提出的数据清洗及数据增强算法在各种机器学习算法上可以将准确率提升约5%。提出的改进LSTM神经网络模型在数据清洗后与传统算法以及业内主流神经网络算法进行对比,可以将准确率提升2.5%。  结论  改进的方法不但具有较好的噪声数据清洗能力,而且在所有的试验中,改进模型在预报准确性方面优于其他所有算法,可以为实际应用提供指导。
电网负荷气象预测
基于气象因子的EEMD-BP方法在电网用电量预测中的应用
张震, 肖莺, 任永建, 陈正洪
2024, 11(1): 122-132   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.13
[摘要](140) [HTML全文](51) [PDF 3025KB](95)
摘要:
  目的  随着风能、太阳能等清洁能源快速发展,电力系统的能源结构发生了重大变化,这使得电网安全运行的不确定性增大,也给精准用电量预测带来了新的挑战。电网用电量受众多因子的影响,而气象因子的影响显著,因此,分析气象因子对用电量精细化预测的影响显得尤为重要。  方法  利用2017年逐日用电量以及最高气温、平均气温、最低气温、气压、相对湿度、风速等气象数据,采用集合模态经验分解(EEMD)和BP神经网络组合预测方法,探讨气象因子对集合模态经验分解回归模型(EEMD-BP)方法预测用电量的影响。  结果  研究发现,平均气温、最高气温、最低气温、气压和相对湿度与用电量序列经EEMD分解后的低频分量存在较好的相关关系,而与高频分量和周期分量的相关性较弱。  结论  利用BP回归模型预测的用电量与实况误差较大,引进气象因子后,EEMD-BP得出的预测准确率有了明显的提高。研究表明,基于气象因子的EEMD-BP组合预测方法可有效提高用电量预测的准确率,可为完善短期用电量预测方法提供有效的技术支撑。
基于气象因素的长江经济带湖北段夏季日最大电力负荷预测
王丽娟, 任永建, 王俊超, 欧阳威
2024, 11(1): 133-142   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.14
[摘要](319) [HTML全文](41) [PDF 1125KB](48)
摘要:
  目的  利用气候预测模式的气温数据对未来长江经济带湖北段武汉、黄石、宜昌夏季日最大电力负荷进行预测。  方法  基于武汉、黄石、宜昌2008~2019年逐日最大电力负荷数据、同期平均气温、最高气温、最低气温等气象要素资料以及RegCM4区域气候模式预测数据,对3个地区的气象敏感电力负荷特性进行分析。在此基础上,通过回归法和群粒子优化BP神经网络算法,对未来(2020~2096年)日最大电力负荷进行定量滚动预测。  结果  结果表明,夏季平均气温与气象敏感负荷关联度最大。预测武汉和宜昌两地的夏季日最大电力负荷相似,两种预测值较近10 a日最大电力负荷稳步增长,回归预测的增长率要略高于神经网络预测;宜昌增长率比武汉高,最高超过40%。黄石日最大电力负荷的预期值较其他两地呈现出明显不同预测结果。  结论  预测长江经济带的中大型城市夏季日最大电力负荷的变化规律,有助于规划未来所需额外的电网容量。
基于EMD-MLP组合模型的用电负荷日前预测
刘璐瑶, 陈志刚, 沈欣炜, 吴劲松, 廖霄
2024, 11(1): 143-156   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.15
[摘要](73) [HTML全文](26) [PDF 3667KB](30)
摘要:
  目的  用电负荷的精准预测是电力系统运行优化的基础,是电力系统能量管理中不可或缺的组成部分。针对传统数据分解技术与机器学习模型结合预测存在的精准度低、计算量大等问题,提出一种将经验模态分解与多层感知机结合(EMD-MLP)的新方法对用电负荷进行日前预测。  方法  首先基于EMD将原始负荷时间序列信号分解为多个本征模函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量,然后采用极值点划分法将多IMF分量进行重构形成高频和低频两个成分以精简预测对象,最后对重构的新分量分别建模预测,并将它们的预测结果叠加作为用电负荷预测值。  结果  采用澳大利亚电力市场2018年、2019年的实测用电负荷数据进行试验。  结论  将建立的EMD-MLP组合模型与持续性模型、单一MLP模型以及传统EMD组合模型进行外推预测效果的对比,验证了所建模型在提高预测精度上的有效性。此外,所提出的EMD-MLP组合新方法在保证精度的同时简化了模型复杂度,提高了预测效率,可以方便地应用于实际中的用电负荷日前与实时预测。
基于风险预警的银川市用电负荷气象服务指标
肖云清, 程瑶, 马少军, 任柏帆, 赵腾
2024, 11(1): 157-165   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.16
[摘要](72) [HTML全文](26) [PDF 1341KB](26)
摘要:
  目的  为保障电力供应的安全性、可靠性和经济性,文章以银川市为例,评估了各区域2014~2022年用电气象风险。  方法  基于自动气象站观测资料和用电负荷资料等,筛选危险性指标、敏感性指标和易损性指标,采用相关性分析、百分位法、归一化等方法,建立了用电气象风险评估模型。  结果  用电负荷月变化结果表明:用电负荷峰值出现在供暖期及过渡期(1月、3月、10~12月)和夏季(6~7月),低谷出现在4月和9月,进一步通过相关性分析发现,气温越高,用电负荷越大;相关性分析及专家问卷调查结果表明:用电灾害风险指标为高温强度、高温频率、日用电量、用电负荷、人口密度、小区用电设施,其权重为:0.5、0.5、0.98、<0.01、0.99、<0.01;用电气象风险模型结果:银川市用电气象风险高风险区和较高风险区主要在金凤区,兴庆区主要处于中风险地区,西夏区以较低风险和低风险为主。  结论  根据用电气象风险评估模型及用电部门的实际需求,可为区域电力供应提供合理的电力调度和供给策略。
气象因子相对危险度在电网用电负荷预测中的应用
曲晓黎, 尤琦, 李文晴, 杨琳晗, 王洁, 张金满, 高泽田, 周朔
2024, 11(1): 166-175   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.17
[摘要](47) [HTML全文](22) [PDF 2431KB](30)
摘要:
  目的  准确高效的短期用电负荷预测是保证电力系统安全可靠运行的前提,也是电网合理安排发电计划的依据,因此研究气象与用电负荷的关系对负荷预测的工作具有重要意义。  方法  以石家庄为例,利用国网河北省某电力公司提供的2013年1月1日至2021年12月31日逐15 min用电负荷资料,以及对应的石家庄站气象观测资料,分析日用电负荷峰值的时间变化特征,重点分析了当日用电负荷峰值较前1日用电负荷峰值变幅超过10%的样本对应的气象条件。采用Spearman秩相关方法分析石家庄日用电负荷峰值与前1日气象要素的相关关系,得到相关性显著的气象要素。利用平滑曲线拟合法绘制各相关性显著的气象要素对次日用电负荷峰值的响应曲线,分析得出随着各气象要素的变化日用电负荷峰值变化趋势以及响应阈值。按不同阈值区间,基于泊松分布计算得出石家庄地区各气象要素对日用电负荷峰值变化的相对危险度,进而揭示石家庄地区各气象要素在不同阈值区间发生单位变化造成的日用电负荷峰值的变化幅度,即不同气象要素的变化对日用电负荷峰值变化的定量影响。  结果  以气温为例,当日平均气温、日最高气温、日最低气温高于阈值时,每上升1 ℃,次日用电负荷峰值的相对危险度分别增加2.25%、1.92%、2.07%;低于阈值时,每上升1 ℃,次日用电负荷峰值的相对危险度分别减少0.62%、0.57%、0.60%。  结论  基于不同气象要素对石家庄地区日用电负荷峰值的相对危险度提出1种次日用电负荷峰值的预测方法,利用2022年逐日用电负荷和气象资料进行检验,发现预测效果可以满足日常电力气象服务需求。
电力气象灾害应对
风荷载对全潜式浮式风机拖航运动响应的影响
赵业彬, 任建宇, 乐丛欢
2024, 11(1): 176-184   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.18
[摘要](52) [HTML全文](24) [PDF 1727KB](23)
摘要:
  目的  为了解决浮式风机拖航运输的安全问题,对全潜式浮式基础风机的拖航运动特性展开研究。  方法  针对全潜式浮式风机拖航过程,通过Moses软件建立了“全潜式浮式风机-拖缆绳-拖船”一体化拖航系统数值模型,设置了五组不同的海况对拖航过程进行计算。文章研究风速和风浪方向对全潜式浮式风机拖航运动响应的影响,并根据分析结果,提出有助于全潜式浮式风机拖航安全的建议。  结果  结果表明:相比于横摇运动,全潜式浮式风机的纵摇和垂荡运动受风速影响较为明显,风速越大,运动幅度越大;当风浪方向为90°时,风机的横摇运动受风浪方向影响较大,风浪方向为0°时,风机的纵摇和垂荡运动受风浪方向影响较大。  结论  在保证拖航过程在拖航窗口期的前提下,实际工程中建议对全潜式浮式风机采用逆风拖航的方式,以降低风机振动和共振的风险。同时,应尽量避免风向与拖航方向垂直的情况,两者垂直容易引发较大程度的横摇运动,使拖航过程较为危险。逆风拖航时,在超过平均海况的较大风速30.9 m/s下,全潜式浮式风机的运动响应及拖缆力仍能满足安全拖航的要求。
沿海强风区500 kV架空输电线路防风加强设计
颜子威, 朱映洁, 章东鸿, 潘春平, 龚有军
2024, 11(1): 185-195   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.19
[摘要](45) [HTML全文](29) [PDF 860KB](21)
摘要:
  目的  随着我国沿海地区极端天气的日趋频繁,台风灾害给沿海电网造成了极大威胁,为提升架空输电线路抗风能力,目前针对沿海强风区线路通常采取提高设计气象重现期的方法进行设计,《架空输电线路荷载规范》(DL/T 5551—2018)颁布后,由于新、旧规范间风荷载计算方法的差异,此前的抗风加强措施是否与现行规范相适应,成为亟待研究的问题。  方法  以南方电网沿海强风区500 kV重要线路为例,基于输电线路防风可靠度分级体系,通过制定不同的防风设计方案,进而对不同方案下输电线路的抗风能力水平及可靠度进行评估,并对不同设防方案下的技术经济性进行比较,最后结合工程实例,推荐了沿海强风区500 kV重要输电线路的防风设计方案。  结果  在执行荷载规范前提下,按50年重现期基准风速并考虑1.1倍重要性系数(方案三)方案可与此前基于GB 50545-2010按100年重现期进行防风设计的抗风举措,无论是在抗风能力以及工程投资上均可良好适配。  结论  对于沿海强风区500 kV重要输电线路,方案三为各设防方案中技术经济指标综合最优的选择,输电线路抗风能力可达16级台风中限,研究对于节约资源、降低碳排放具有重要意义。
基于湖北输电线路灾情的山火分布特征分析
叶丽梅, 黄俊杰, 高正旭, 万君, 张丽文
2024, 11(1): 196-204   doi: 10.16516/j.ceec.2024.1.20
[摘要](57) [HTML全文](26) [PDF 2946KB](25)
摘要:
  目的  利用湖北输电线路山火历史灾情数据对山火分布特征进行分析。  方法  基于2016~2021年湖北省输电线路山火灾情资料,运用数理统计、气候统计和GIS空间叠加方法,对全省输电线路山火时空分布及山火与气象、下垫面、社会人文等影响因子的关系特征进行分析。  结果  时间上,2019年为近几年湖北输电线路山火发生最多的年份,秋冬季是高发季节,其中2月和9月为易发月份;空间上,鄂东地区是山火的频发区域,宜昌及荆门地区为次高发区域。山火与气象关系,大部分山火爆发前1个月降水偏少30%~100%、气温偏高0.5~3 ℃、湿度偏小3.8%~23%、风速偏大0.1~1.9 m/s。山火与下垫面关系,山火主要发生在耕地,占总数50.32%;山火主要集中在海拔高度150 m以下、坡度6°以下的区域,76.90%的山火发生在阳坡。山火与社会人文关系,山火主要发生在人口密度100~600人/km2的城市圈周边的乡镇及距离道路1.6 km缓冲区的区域。  结论  掌握湖北输电线路山火分布特征,有助于山火风险预警模型指标选取和阈值确定。

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