南方电网沿海地区设计基本风速分析总报告

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1、 报告编号：分类号：南方电网沿海地区风速分析项目总研究报告南方电网科学研究院中国能源建设集团广东省电力设计研究院2014 年 7 月目目 录录1.1. 概述概述 .11.1 项目背景.11.2 项目总体目标及技术路线.21.3 研究内容.31.4 执行标准与规范.52.2. 气候背景气候背景 .62.1 地理位置.62.2 地形地貌特征.72.3 气候特征.72.4 大风成因及类型.83.3. 影响沿海地区的热带气旋特征分析影响沿海地区的热带气旋特征分析 .93.1 沿海地区的热带气旋活动概况.93.1.1 热带气旋分级.93.1.2 热带气旋生成.103.1.3 热带气旋基本结构.103.1

2、.4 华南地区热带气旋活动.103.2 影响华南沿海地区的热带气旋路径.113.3 登陆热带气旋频次与强度统计分析.143.3.1 广东地区.143.3.2 广西地区.143.3.3 海南地区.153.4 登陆后热带气旋的影响范围及风速衰减探讨.164.4. 微地形、微气候对风况的影响微地形、微气候对风况的影响 .174.1 概述.174.2 典型地形分析.175.5. 气象台（站）的选址及资料处理气象台（站）的选址及资料处理 .185.1 选站原则.185.2 站点简介.225.2.1 广东沿海地区站点介绍.225.2.2 广西沿海地区站点介绍.345.2.3 海南地区站点介绍.405.3

3、长期站资料处理.475.3.1 风速序列的“三性”审查.475.3.2 高度订正.475.3.3 次时换算.475.3.4 长期站历年最大风速序列.475.4 自动站资料处理.475.4.1 与长期站的相关关系.475.4.2 自动站风速资料序列延长.605.5 短期测风塔资料处理.735.5.1 与长期站的相关关系.735.5.2 短期测风塔风速资料序列延长.756.6. 理论风速的分析计算理论风速的分析计算 .786.1 长期站理论风速.786.1.1 区域参证气象站.786.1.2 海洋站.816.2 自动站理论风速.826.3 短期测风塔理论风速.966.4 风压计算.996.4.1

4、风压系数.996.4.2 风压计算结果.1026.5 标准空气密度状况下的理论风速.1166.6 理论风速重现期与保证率的说明.1306.6.1 重现期.1306.6.2 保证率.1317.7. 理论风速的空间分布理论风速的空间分布 .1318.8. 架空输电线路的设计风速及风灾情况分析架空输电线路的设计风速及风灾情况分析 .1318.1 已建线路的设计风速统计分析.1318.2 大风引起的架空线路常见事故灾害类型.1338.3 架空线路风灾规律研究.1339.9. 推荐设计风速的空间分布推荐设计风速的空间分布 .1419.1 与现行建筑结构荷载规范对比分析.1419.2 风速分布图与已建线路

5、设计风速对比分析.1419.2.1 广东沿海地区.1429.2.2 广西沿海地区.1439.2.3 海南地区.1469.3 与“2011 版”成果对比分析.14810. 结论及建议结论及建议 .14910.1 主要研究成果.14910.2 建议.150附图一、南方电网沿海地区附图一、南方电网沿海地区 30 年一遇设计基本风速分布图年一遇设计基本风速分布图 .152附图二、南方电网沿海地区附图二、南方电网沿海地区 5050 年一遇设计基本风速分布图年一遇设计基本风速分布图 .15311.1. 概述概述1.11.1 项目背景项目背景广东省（简称粤）地处中国大陆最南部，东邻福建，北接江西、湖南，西连

6、广西，南临南海，珠江三角洲东西两侧分别与香港、澳门特别行政区接壤，西南部雷州半岛隔琼州海峡与海南相望。广东全省大陆岸线（不包括岛屿）长达 3368.1km，居全国第一位；全省沿海共有面积 500m2以上的岛屿 759 个，数量仅次于浙江、福建两省，居全国第三位。广西壮族自治区（简称桂）地处中国沿海地区的最西南部，北接贵州、湖南，东南连广东，西靠云南，西南与越南社会主义共和国接壤。广西大陆海岸线长达 1595km，是我国唯一地处沿海的自治区。海南省（简称琼）地处南海北部，包括海南岛、南海诸岛（西沙群岛、中沙群岛和南沙群岛）及其海域，北以琼州海峡、北部湾与广东省、广西壮族自治区划界，西临北部湾与越

7、南社会主义共和国相对，东濒南海与菲律宾共和国毗邻，南临马来西亚联邦和文莱达鲁萨兰国。其中，海南岛是中国第二大岛屿，全省东西长 240km，南北宽 210km，环岛海岸线长 1528km。广东、广西和海南分布着我国华南地区漫长的海岸线。研究表明，上述地区位于西北太平洋热带气旋和南海热带气旋登陆中国的主要路径上，受高空引导气流影响，热带气旋在我国华南沿海地区登陆的频率最高，而其中广东省是全国热带气旋灾害最严重的省份。热带气旋给华南沿海地区造成灾害的主要类型有：热带气旋大风直接造成的风灾，热带气旋暴雨形成的洪涝灾害以及风暴潮灾害。热带气旋灾害具有发生次数多、强度大、影响范围广、突发性强和损失巨大等显

8、著特点。据不完全统计，20 世纪 90 年代以来，广东全省每年平均因热带气旋灾害的受灾人口 1546.8 万人，受灾面积 81.89 万公顷，因热带气旋灾害死亡 121 人，受伤 2339 人，倒塌房屋 134.6 万间。进入 21 世纪后，广东全省每年平均因热带气旋灾害死亡人数下降至 51.9 人，但直接经济损失却高达76.1 亿元。华南沿海地区，人口聚集、经济发达，对热带气旋灾害十分敏感，并且随着人口增长和经济发展，这种敏感程度将越来越大。可以说，热带气旋灾害已经成为广东、广西和海南沿海地区经济和社会发展的主要制约因素之一。2随着经济和社会的持续快速发展，全社会对电力的依赖程度日益增强。输

9、电线路作为电力供应的重要载体，是当地国民经济基础产业和重要的公用事业。广东、广西和海南各地区的输电线路由中国南方电网有限责任公司（下文简称南方电网）负责管理、运行。电网运行的安全稳定事关国家的生产建设、人民的生活秩序以及社会的和谐稳定。其中，热带气旋灾害是危及南方电网沿海地区电网安全稳定运行的重大隐患之一。历次热带气旋登陆，都使登陆地区电网遭受重大损失，如 1996 年登陆广东湛江的 9615 号强台风，造成湛江电厂出线段 6km 内的 220kV 湛坡线及湛尼线发生部分倒塔；2008 年强台风“黑格比”登陆粤西地区，造成阳江的 110kV 平闸甲、乙大面积倒塔、南方电网超高压的500kV 高

10、肇直流线路多次发生故障；2013 年强台风“天兔”登陆广东汕尾，造成 500kV 惠茅乙线部分导线断线，220kV 桂星线发生部分倒塔等；中低压配电网受灾情况则更为严重。为此，南方电网公司委托南方电网科学研究院，由南网科研院与我院合作，以确保电网安全稳定运行为出发点；以线路工程设计风速的科学、合理取值为关键点，以指导沿海地区输电线路的设计、建设和防风改造，增强电网对台风的抵御能力为目标，开展南方电网沿海地区风速分布研究工作。1.21.2 项目总体目标及技术路线项目总体目标及技术路线设计风速是架空线路设计的基本原则及要素之一，其选择是否科学合理将直接影响工程造价和运行安全，设计风速取值越高，铁塔

11、抗风能力就越大，发生超越设计风速的概率越低，线路安全运行的保证率就越高，但铁塔重量也越重，导致工程造价增加。据初步测算，设计风速每提升一等级（2m/s） ，对500kV 线路，本体造价约增加 11.5%；对 220kV 及以下线路，本体造价约增加2.4%。为此我们在设计中应审慎考虑如何合理地确定设计风速，在确保线路安全运行与控制工程造价之间找到平衡。本项目旨在科学、客观、全面地理解热带气旋活动及其对输电线路的影响，通过收集和分析南方电网沿海地区（广东沿海地区、广西沿海地区和海南全省）的长期气象观测站、自动站以及海洋站的气象资料，整理和统计南方电网沿海地区已建线路的设计标准及风灾受损情况和设备运