海上风电水文气象支持系统集气象数据采集、预报、分析为一体,可实时测量风、温、湿、气压等多项气象要素,为船舶、直升机的调度提供基本的气象信息。
图1. 水文气象支持系统架构图
它由集控中心气象信息服务器、气象站、后台显示设备、可视化风、浪涌、可见度监视展示系统等组成,为风电场的生产和运行提供基础的气象数据服务。同时,集控中心气象信息服务器,负责接收、存储、处理相应数据;并接收气象部门发布的气象预报、气象服务数据。运行维护人员,可访问服务器,获取相关的气象信息。
通过架设在集控中心的海上气象站可实时展示本地的水位、流量、温度、湿度、降雨、能见度等基本气象信息,还可以接收海洋天气预报部门定时发布的气象预报及大风大浪预警信息,并在可视化监视展示系统进行展示,在系统里设置气象预警的阀值和条件,对于异常的气象情况进行及时预警。
图2. 水文气象支持系统展示界面
系统可接入的气象数据包括温度、降水、风力风向、气压、能见度和台风等。系统通过接口从气象部门获取气象数据并实时更新显示在电子海图上,并能够根据风电场区域的气象情况给出是否适合出勤指导意见。
通过对海域风场的水文气象支持系统,精准的对风场海域的场海域的风速、海浪、风向、浪高、浪高方向、流向、流速、潮位、浪涌、能见度、温度、湿度、降水量因素的预测。可通过手机应用及时掌握风场天气情况,辅助作业决策、调度。24小时连续作业窗口分析,分析每个月连续24小时作业窗口的时间点。通过手机推送、系统图形化展示,让相关人员能够及时,快速,直观的掌握风场气象的动态。精准的气象预报,辅助作业窗口期、辅助作业做计划,大效率的利用时间,降低施工成本。对预测恶劣天气情况,提前预判,做好人员应急避险、撤离,大限度减少人员伤亡。
气象数据接入:可接入温度、降水、风力风向、气压、能见度和台风等;
气象数据显示:结合图形和数字方式叠加显示在电子海图上;
气象预报:从气象部门获取预测气象数据,并给出是否出勤指导性意见;
Ø气象海况预报要素
气压、2米气温、海面10米风、相对湿度、有效波高、风浪高、浪周期、涌浪方向、涌浪高、海表温度、降水量、能见度。
Ø作业海区气象预报
根据气象专业模式和人工分析,结合收集到的观测数据,对作业海区进行未来七天的气象预报,并给出出海建议。
Ø单点预报
将作业海区作为一个单点进行未来7天的预报。通过手机APP方式发送至用户。
预报内容为天气现象、气压、风向、风速、气温、浪高、能见度、降水量。
预报的时间步长为3天以内,12小时步长;4-7天,24小时步长。
Ø区域要素预报
以作业海区为中心,上下各选取1.5个纬度,左右各选取2个经度,以这个矩形区域绘制气象要素预报图,通过气象显示系统来展示预报结果。
精细化海洋要素预报图包括气压、2米气温、海面10米风、1000hPa相对湿度、有效波高、风浪高、涌向、涌浪高、海表温度、降水量、能见度。
3天以内以12小时为间隔,4-7天以24小时为间隔。
Ø台风及其他预报
对有影响或距离较近但没有影响的台风进行预报,内容包括台风中心位置、中心气压、大风速、移动方向、移动速度、七级风半径、10级风半径、24-72小时预报位置与强度等。
实现对风电场生产运维有重大影响的强对流天气(台风、暴雨、短时大风、冰雹、低能见度)的短时临近预报功能。利用短临预报方法对未来两个小时、24小时、7天的强对流天气和降雨等进行预报,提供高质量的气象预报服务;降雨短临预报、降雨量报警功能。
海洋气象预报系统读取并整合气象预报部门海洋气象预报信息,为风电场建设和运营提供未来 3-7天的精细化海洋气象预报数据,可作业窗口期预报和灾害性天气预警。
同时测风塔可安装一台高清网络高速球摄像机,提供对风电场海域的海面情况的远程视频监控,通过图像了解风浪、能见度等的实际状况,供指挥调度参考;气象数据和视频图像通过微波传送到项目部的海上安全管理平台,供投放调度中心大屏显示或通过电脑和手机端进行观察。
主要气象要素:天气状况,能见度,基于海平面 10 米的风向风速、阵风,基于海平面 100 米的风向风速,浪高,浪向,雷电概率,能见度,温度,台风信息,路径、降水量。