ICS 07.060;27.180 CCS F14 中华人民共和国国家标准 GB/T41340.2—2022 海洋能电站发电量计算技术规范 第2部分：波浪能 Technical specifications for productivity calculation of ocean energy power station—Part 2:Wave energy 2022-10-01实施 2022-03-09发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T41340.2—2022 目 次 前言 引言 N 1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义 工作流程 5 阵列规模的等级划分 资料收集 6 现场观测 7.1 水深和海岸地形测量 7.2 潮流观测 7.3 水位观测 7.4 风观测 7.5 波浪观测 数值模拟 8.1 风数值模拟 8.2 潮流数值模拟 8.3 波浪数值模拟 9 微观选址 10 发电量计算方法 10.1 发电量计算参数 10.2 波浪能流密度计算 10.3 有效波高计算 10.4 能量周期计算 10.5 能量矩阵计算 10.6 捕能长度矩阵计算 10.7 理论年发电量计算 210 10.8 年上网电量 11技术报告 附录A（资料性） 波浪能量矩阵和捕获长度矩阵示例 参考文献 GB/T41340.2—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件是GB/T41340《海洋能电站发电量计算技术规范》的第2部分。GB/T41340已经发布了 以下部分： 一第1部分：潮流能； 第2部分：波浪能 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中华人民共和国自然资源部提出。 本文件由全国海洋标准化技术委员会（SAC/TC283）归口。 本文件起草单位：国家海洋技术中心、中国科学院广州能源研究所、集美大学。 本文件主要起草人：姜波、武贺、张运秋、汪小勇、张榕、方洲、周庆伟、丁杰、侯二虎、白杨、吴国伟、 彭雯、陈家庆。 II GB/T41340.2—2022 引言 在“碳达峰、碳中和”战略目标下，发展海洋能等清洁低碳能源，可以大大减少CO的排放水平，助 力落实国家双碳目标战略。在这方面，我国已经建立了支撑海洋能调查评估与开发利用标准体系。在 该标准体系中，GB/T41340《海洋能电站发电量计算技术规范》是指导我国海洋能电站发电量计算的基 础性标准。GB/T41340旨在确立海洋能电站发电量计算的流程、微观选址和发电量计算方法，由两个 部分构成。 第1部分：潮流能。目的在于确立适用于潮流能电站的发电量计算工作。 第2部分：波浪能。目的在于确立适用于波浪能电站的发电量计算工作。 研制海洋能电站发电量计算技术规范，规范海洋能发电站计算方法，是大规模开发利用海洋能资源 的重要技术保障。 IV GB/T41340.2—2022 海洋能电站发电量计算技术规范 第2部分：波浪能 1范围 本文件规定了波浪能电站发电量计算的工作流程、阵列规模的等级划分、资料收集、现场观测、数值 模拟、微观选址、发电量计算方法和技术报告的编写内容。 本文件适用于波浪能电站发电量计算。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 GB12327 海道测量规范 GB/T12763.2海洋调查规范第2部分：海洋水文观测 GB/T12763.3 3海洋调查规范第3部分：海洋气象观测 GB/T33543.1 海洋能术语第1部分：通用 GB/T33543.2 海洋能术语第2部分：调查和评价 GB/T33543.3 海洋能术语第3部分：电站 GB/T34910.3 海洋可再生能源资源调查与评估指南第3部分：波浪能 GB/T34910.4 3 术语和定义 GB/T33543.1、GB/T33543.2和GB/T33543.3界定的术语和定义适用于本文件。 4 工作流程 工作流程包含的内容如下： a） 机组阵列规模等级划分，根据波浪能电站机组数量，按第5章的规定确定机组阵列规模等级； b) 资料收集，根据波浪能电站站址确定研究区域，按第6章的规定收集历史资料； 现场观测，根据历史资料收集情况及数值模拟需要，按第7章的规定进行现场观测； c) (P 数值模拟，按第8章的规定进行风、潮流和波浪数值模拟； e) 微观选址，按第9章的规定进行微观选址； f) 发电量计算方法，按第10章的规定计算波浪能电站的发电量； g） 技术报告编制，按第11章的规定编制波浪能电站发电量计算技术报告。 阵列规模的等级划分 5 阵列规模的等级划分应遵守表1的规定 1 GB/T41340.2—2022 表1阵列规模的等级划分 规模等级 机组台数 一级（小） <5 二级（中） 6 ~ 25 三级（大） >25 6资料收集 应收集研究海域近10年的海洋观测站、浮标、船舶报、卫星高度计等历史观测资料。主要包括：波 浪观测资料、水深及岸线数据、潮流观测资料、海冰资料、气象资料和地质资料。 7现场观测 7.1 水深和海岸地形测量 应按GB12327的规定进行水深和海岸地形测量。比例尺不小于1：2000。 7.2 潮流观测 应按GB/T34910.4的规定进行潮流观测。 7.3 3水位观测 应按GB/T12763.2的规定进行水位观测。水位观测应连续不少于1年。站位布设密度应控制研 究海域的潮汐变化，相邻站位之间距离应满足最天潮高差不大于1m、最大潮时差不天于2h、潮汐性质 基本相同。 7.4 4风观测 应按GB/T12763.3的规定进行风观测。风观测应连续观测不少于1年。一级、二级机组阵列规 模风观测站宜不少于1个，三级机组阵列规模电站风观测站宜不少于2个。 7.5 波浪观测 为波浪模式的建模及检验模拟结果，应按GB/T34910.3的规定进行波浪观测。一级机组阵列规 模电站波浪观测站宜不少于2个，二级机组阵列规模电站波浪观测站宜不少于5个，三级机组阵列规模 电站波浪观测站宜不少于波浪发电机组数量的1/5。在海底地形复杂波浪特性有明显变化的海域，可 适当增加观测站位 8数值模拟 8.1J 风数值模拟 8.1.1模式选择 宜选取中尺度大气模式，可采取多种模式嵌套使用。选用的大气模式应考虑积云、长波辐射、短波 2 GB/T41340.2—2022 辐射等物理过程和边界层的影响，可同化观测资料改善模式运行所需的初始场和边界条件。 8.1.2方案比选和优化 进行关键物理过程参数化方案的比选和优化试验，最终确定适用于波浪能电站及其周边海域的 方案。 8.1.3检验方法 应采用多源观测资料对模拟结果检验和评估。检验应包括但不限于强冷空气和台风等典型天气系 统过程的检验，以及一般状态下的检验。风速宜进行平均绝对误差、均方根误差和平均误差检验，见公 式（1）～公式（3）；风向宜进行平均绝对误差检验，见公式（4）。 平均绝对误差按公式（1)计算： PMAE Ipm,-po, (1) N 式中： PMAE 参数的平均绝对误差； N 参数力的观测、模拟数目； PM, 参数p的第i个模拟值； po 参数p的第i个观测值。 注：参数力E［风速，有效波高·能量周期，波浪能流密度］， 均方根误差按公式（2）计算： PRMSE Z(pm-po,)2 .(2) 式中： 参数p的均方根误差。 PRMSE 平均误差按公式（3）计算： PME= (3) N 式中： PME 参数p的平均误差。 方向平均绝对误差按公式（4）计算： OMAE=N台 2min(|0m-001.360-10m-0。1) .（4) 式中： OMAE 参数θ的平均绝对误差： 0M 参数的第i个模拟值； 00 参数θ的第i个观测值。 注：参数QE［风向，波向]。 8.1.4数据输出 SC 输出要素为风速、风向：海拔高度应满足波浪模型要求；时间长度不少于10年；空间分辩率不低于 10km×10km；时间分辨率不低于1h。 8.2潮流数值模拟 通过敏感性分析，若潮流对波浪影响显著，应按GB/T34910.4中有关规定进行潮流数值模拟。 3 GB/T41340.2—2022 8.3 波浪数值模拟 8.3.1模式选择 宜选取第三代波浪数值模型，选用的波浪模式应充分考虑波浪浅化、折射、底摩擦、水深引起的波浪 破碎、白帽、风能输入、波-波非线性相互作用等物理过程的影响，可用于风浪、涌浪和混合浪的模拟计 影响。 8.3.2方案比选和优化 分别选取强冷空气和台风等典型天气系统，进行关键物理过程参数化方案比选试验，进行初始条 件、边界条件的敏感性试验，最终建立适合于波浪能电站及其周边海域的方案。 8.3.3检验方法 应采用多源观测资料对模拟结果进行检验和评估。检验应包括但不限于强冷空气、台风等典型天 气系统过程，以及一般状态下的检验。基于多源观测资料对模拟有效波高、能量周期和波浪能流密度进 行平均绝对误差、均方根误差和平均误差检验，见公式（1）～公式（3）。对模拟的波向进行平均绝对误差 检验，见公式（4）。 8.3.4数据输出 输出要素为有效波高、能量周期、波向和波浪能流密度：时间长度不少于10年；最高空简分辨率不 低于50m；时间分辨率不低于1h。 9微观选址 微观选址应遵循下列原则： a） 综合海洋功能区划、环保、地形和地质等，避免无效机位； b) 充分考虑电站站址内盛行波向、有效波高、能量周期等波况条件； c) 考虑极端天