日變化對(duì)風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)和良性發(fā)展有一定的影響，本文針對(duì)廣西省復(fù)雜地形分析其風(fēng)速日變化規(guī)律。

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1資料和處理方法

本文選取了廣西地區(qū)測(cè)風(fēng)時(shí)間滿一年，缺測(cè)、不合理數(shù)據(jù)較少的測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)作為代表進(jìn)行分析。測(cè)風(fēng)塔所在地海拔見下表。

測(cè)風(fēng)塔情況表

2風(fēng)速日變化曲線圖

根據(jù)以上6座測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速、風(fēng)功率密度的分析，發(fā)現(xiàn)1#、2#、3#、5#、6#日變化規(guī)律是：夜晚較大、白天較小。1887#日變化規(guī)律是：白天較大、夜晚較小。出現(xiàn)日變化規(guī)律的主要原因是由于測(cè)風(fēng)塔海拔高度不同，4#測(cè)風(fēng)塔的海拔高度比其他5座測(cè)風(fēng)塔的海拔高度低，在近地層大氣中風(fēng)速日變化主要決定于湍流交換的日變化。日出以后，地面逐漸受熱，近地面空氣開始升溫，逐漸形成不穩(wěn)定大氣層結(jié)，上下層空氣的湍流交換開始加強(qiáng)，上層空氣的動(dòng)量下傳使得近地層空氣獲得動(dòng)量，風(fēng)速逐漸增大，風(fēng)速在午后達(dá)到最大。午后，地面溫度逐漸下降，湍流交換逐漸減弱，風(fēng)速也不斷減小。夜間，由于地面輻射冷卻作用，近地面空氣降溫，易形成穩(wěn)定大氣層結(jié)，該層結(jié)不利于空氣動(dòng)量下傳，而地面摩擦作用使得近地面風(fēng)速減小，這樣一直持續(xù)到夜間，至早晨時(shí)風(fēng)速達(dá)到最??；而海拔較高處于山頂位置的測(cè)風(fēng)塔，由于相對(duì)周圍地形位置較高，其風(fēng)速具有邊界層上層的一些特征，由于湍流垂直交換，導(dǎo)致邊界層上層動(dòng)量損失，且日間損失較多，所以上層風(fēng)速日間小于夜間。

33Tier數(shù)據(jù)模擬分析

從上述分析可以知道風(fēng)速日變化發(fā)生變化在海拔386m~505m之間，為了分析海拔對(duì)風(fēng)速日變化的影響，現(xiàn)階段由于測(cè)風(fēng)塔資料有限，因此收集了海拔在386~505m以及505~540m之間的3TIER模擬數(shù)據(jù)。3TIER模擬數(shù)據(jù)具體情況見下圖和下表。

由圖7可以看出，除0011#3TIER模擬數(shù)據(jù)變化呈現(xiàn)午后風(fēng)速下降，白天小，夜晚大的趨勢(shì)外，其它3TIER模擬數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)午后風(fēng)速增大，白天大，夜晚小的趨勢(shì)。其中0011#3TIER模擬數(shù)據(jù)海拔高度為538m，其它模擬數(shù)據(jù)海拔除0019#、0020#以外均小于505m，0019#3TIER模擬數(shù)據(jù)海拔高度為508m，0020#3TIER模擬數(shù)據(jù)海拔高度為510m。

由上述分析可知，該地區(qū)風(fēng)速日變化發(fā)生變化在海拔500m左右，由于各個(gè)地區(qū)大氣的運(yùn)動(dòng)的邊界層距離地面的高度不同，出現(xiàn)風(fēng)速日變化趨勢(shì)發(fā)生變化的海波也有所差異。

4結(jié)論

在近地層大氣中風(fēng)速日變化主要決定于湍流交換的日變化。日出以后，地面逐漸受熱，近地面空氣開始升溫，逐漸形成不穩(wěn)定大氣層結(jié)，上下層空氣的湍流交換開始加強(qiáng)，上層空氣的動(dòng)量下傳使得近地層空氣獲得動(dòng)量，風(fēng)速逐漸增大，風(fēng)速在午后達(dá)到最大。午后，地面溫度逐漸下降，湍流交換逐漸減弱，風(fēng)速也不斷減小。夜間，由于地面輻射冷卻作用，近地面空氣降溫，易形成穩(wěn)定大氣層結(jié)，該層結(jié)不利于空氣動(dòng)量下傳，而地面摩擦作用使得近地面風(fēng)速減小，這樣一直持續(xù)到夜間，至早晨時(shí)風(fēng)速達(dá)到最?。欢０屋^高處于山頂位置的測(cè)風(fēng)塔，由于相對(duì)周圍地形位置較高，其風(fēng)速具有邊界層上層的一些特征，由于湍流垂直交換，導(dǎo)致邊界層上層動(dòng)量損失，且日間損失較多，所以上層風(fēng)速日間小于夜間。各個(gè)地區(qū)大氣的運(yùn)動(dòng)的邊界層距離地面的高度不同，出現(xiàn)風(fēng)速日變化趨勢(shì)發(fā)生變化的海波也有所差異。

原標(biāo)題:【計(jì)鵬原創(chuàng)】復(fù)雜地形風(fēng)速日變化研究