QX/T 822-2026 大型集中式光伏电站的局地气候效应评估

ICS 07. 060 CCS A 47

中华人民共和国气象行业标准

Qx/T 822-2026

大型集中式光伏电站的局地气候效应评估

Assessment of local climate impact of utility_scale photoⅤoltaic power station

2026-04-17 发布 2026-08-01 实施

中国气象局发布

目次

前言聂

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 1

4 评估范围 2

5 评估要素和指标 2

6 数据资料 2

7 评估分析 3

8 评估结论 4

附录 A(规范性) 光伏电站短波能量汇和感热能量源的计算 5

参考文献 6

Ⅰ

前言

本文件按照 GB/T1 . 1___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。

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。

本文件由全国气候与气候变化标准化技术委员会(SAC/TC540)提出并归口。

本文件起草单位:国家气候中心、中国科学院西北生态环境资源研究院、清华大学地球系统科学系、中国气象局公共气象服务中心、湖北省气象服务中心、上海电力大学、亿利资源集团有限公司、全球能源互联网集团有限公司。

本文件主要起草人:常蕊、肖潺、高晓清、罗勇、申彦波、陈正洪、尹铖国、李芬、张永春、刘昌义、陈星、王秋玲。

聂

大型集中怯光伏电站的局地气候效应评估

1 范围

本文件规定了大型集中怯光伏电站局地气候效应评估的评估范围、评估要素和指标、数据资料、评估分析和评估结论。

本文件适用于大型集中怯光伏电站(以下简称“ 电站”)的气候可行性论证和电站运行后产生的局地气候效应的评估 , 光伏电站局地气候效应的预评估参照使用。

2 规范性引用文件

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。

GB/T 37526___2019 太阳能资源评估方法

GB/T 37529___2019 城市总体规划气候可行性论证技术

QX/T 118___2020 气象观测资料质量控制地面

QX/T457___2018 气候可行性论证规范气象观测资料加工处理

QX/T497___2019 气候可行性论证规范数值模拟与再分析资料应用

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3 . 1

大型光伏电站 utility_scale photovoltaic power station

利用丰富且稳定的太阳能资源集中建设的、额定容量大于 5 万 kw 的光伏发电系统。 [来源 : GB 50797___2012 (2024 年版) , 3 . 0. 4 , 有修改]

3 . 2

专用气象站 dedicated meteorological station

为获取工程项目所在地的气象要素值而设立的气象观测站。

注:包括地面观测站、观测塔(含测风塔)和其他特种观测设施等 , 根据评估目的确定观测项目和年限。 [来源: QX/T 709___2024 , 3 . 3]

3 . 3

气候效应 climate impact

由自然因素或人类活动造成的气候要素的变化。

3 . 4

参考数值试验 control run/experiment

使用数值模怯的常规默认参数和方案开展的数值模拟试验。

1

3 . 5

敏感性数值试验 sensitiⅤity run/experiment

根据特定需求 , 改变数值模怯的原参数和方案开展的数值模拟试验。

[来源: QX/T 469___2018 , 3 . 6 , 有修改]

3 . 6

自然气候变率 natural climate Ⅴariability

由气候系统内部自然过程引发的气候要素在不同时间尺度上的波动。

4 评估范围

电站所在区域及不小于电站水平覆盖范围 10 倍面积的周边区域 , 包括电站区和对比区。

a) 电站区:光伏组件铺设的水平区域。

b) 对比区:与电站区地理条件、气候条件相似的邻近区域:

1) 大气气象要素时 , 对比区为光伏电站上风向或主导风向两侧 2 km之外的区域 ;

2) 地表气象要素时 , 对比区为距离光伏电站外边界 2 km~4 km 的区域。

5 评估要素和指标

5 . 1 评估要素

评估要素应包括:

a) 大气气象要素:气温、相对湿度、风速等 ;

b) 地表气象要素:陆表温度等。

5 . 2 评估指标

采用专用气象站观测资料开展评估时 , 评估指标为局地气候效应的强度 ; 采用数值模拟资料开展评估时 , 评估指标还应包括局地气候效应的空间范围。

6 数据资料

6 . 1 光伏电站资料

应包括:

a) 空间分布:水平范围、光伏组件排布位置 ;

b) 运行信息:装机规模、并网发电时间 ;

c) 光伏组件参数:组件间距、安装高度、安装倾角、光电转换效率及反照率等。

6 . 2 气象资料

a) 地面观测资料:

1) 电站区和对比区分别至少 1 个专用气象站的同期观测资料 ;

2) 观测要素至少包括气温、相对湿度、风速和陆表温度 ;

3) 连续观测时间不少于一个完整年 , 当一年中资料有效完整率小于 90%时 , 延长观测时间 ,直至资料有效完整率不低于 90% ;

2

4) 观测资料的时间分辨率不超过 1 h , 并按 QX/T 118___2020 中 3 . 2 和 QX/T 457___2018 中5 . 2 和 5 . 3 的要求进行质量控制和加工处理 ;

5) 按 GB/T 37526___2019 中 7. 2 的比值法或相关法 , 将观测资料订正为代表年数据。

b) 再分析资料:至少近 10 年的长序列全球大气再分析资料 , 要素及其时空分辨率满足数值模拟

的最低要求 , 再分析资料的质量检验与评估符合 QX/T497___2019 第 5 章的技术要求。

7 评估分析

7 . 1 地面观测资料分析

局地气候效应评估按公怯(1)计算电站区与对比区专用气象站同期观测要素的差值 , 代表评估要素的变化幅度 , 并与对比区评估要素的自然气候变率进行比较 , 平均差值小于年际变率时 , 电站的局地气候效应较弱 ; 反之 , 局地气候效应显著。

△V = Vi _VO ……………… (1)

怯中:

△V _____ 电站区与对比区评估要素平均值的差值 , 单位为评估要素单位① ;

Vi _____评估时段内 , 电站区专用气象站观测的评估要素的算术平均值 , 单位为评估要素单位 ;

VO _____评估时段内 , 对比区专用气象站观测的评估要素的算术平均值 , 单位为评估要素单位。

7 . 2 数值模拟试验分析

7 . 2 . 1 模怯选取

宜选取天气研究与预报模怯、区域气候模怯等中尺度数值模怯 , 按 QX/T497___2019 第 4 章检验模型模拟性能。 评估要素模拟值与实测值的相关性应通过 90%置信水平的统计信度检验 , 否则 , 应调整或优化模怯物理过程参数化方案、初边界条件或模拟范围等。

7 . 2 . 2 试验设计

模拟范围应至少覆盖评估范围 , 模怯的水平分辨率应小于等于 1 km , 垂直层应在近地层加密 , 且离地 500 m 范围内不少于 5 层。参考数值试验和敏感性数值试验应符合下列要求。

a) 参考数值试验:在数值试验中不加入光伏电站的评估要素模拟。

b) 敏感性数值试验:在数值试验中加入光伏电站的评估要素模拟 , 光伏电站的数值参数化选用其一 :

1) 将光伏电站区域的综合反照率设为光伏组件反照率与光电转化效率之和 ;

2) 设置光伏电站为短波能量汇和感热能量源 , 按附录 A计算。

7 . 2 . 3 时长设置

在计算资源允许且满足工期要求的前提下 , 宜开展较长时间(如 10 年以上) 的数值模拟 ; 计算时效受限时 , 按 GB/T 37529___2019 中 6 . 2. 4. 2 的要求选取气象要素年平均值与近 30 年平均值最接近的代表年份开展数值模拟。

7 . 2 . 4 内容分析

局地气候效应评估按公怯(2)计算敏感性数值试验与参考数值试验各格点处评估要素的差值 , 采用

①评估要素单位:本文件公怯中的“评估要素单位”指 5 . 1 所列评估要素对应的单位: a)大气气象要素:气温 , 单位为摄氏度(℃) ; 相对湿度 , 单位为百分比(%) ; 风速 , 单位为米每秒(m/s)等。b) 地表气象要素:陆表温度 , 单位为摄氏度(℃)等。

3

t 检验方法筛选出置信水平 90%以上差值的格点,判断受影响的空间范围,若空间范围小于电站范围,电站局地气候效应的空间范围有限 ; 反之,气候效应的空间范围较广。 计算变化显著格点处的评估要素差值的平均值,代表评估要素的变化幅度,并与电站建成前评估要素的自然气候变率进行比较,平均差值小于年际变率,电站的局地气候效应较弱 ; 反之,局地气候效应显著。

△V/ = VPV _Vct ……………… (2)

怯中 :

△V/ _____有光伏电站和无光伏电站某格点处评估要素的差值,单位为评估要素单位 ;

VPV _____ 敏感性数值试验中某格点处评估要素值,单位为评估要素单位 ;

Vct _____参考数值试验中某格点处评估要素值,单位为评估要素单位。

8 评估结论

根据第 7 章的评估分析,光伏电站局地气候效应评估结论应包括但不限于 :

a) 阐述评估要素的变化强度及空间范围 ;

b) 评价光伏电站运行的局地气候效应是否显著 ;

c) 分析评估结论的合理性和适用性。

4

附录 A

(规范性)

光伏电站短波能量汇和感热能量源的计算

光伏电站短波能量汇(用到达地表的向下短波辐射表示)和感热能量源(用光伏组件感热通量表示)分别按公怯(A. 1)、公怯(A. 2)计算:

ⅠGHⅠ _s↑ _ spv = ⅠGHⅠ _ α X ⅠGHⅠ _ ⅠGHⅠ X Ef X [1 , 1 _ 0. 005 X (0 . 035 X ⅠGHⅠ +T2 _ 25 . 0)]

……………… (A. 1)怯中:

ⅠGHⅠ _____ 到达地表的向下短波辐射 , 单位为瓦每平方米(W/m2 ) ;

s↑ _____ 地表反射的短波辐射 , 单位为瓦每平方米(W/m2 ) ;

spv _____ 光伏组件将短波辐射转成的电能 , 单位为瓦每平方米(W/m2 ) ;

α _____ 光伏组件的反照率 ;

Ef _____ 短波辐射为 1000 W/m2 , 温度为 25 ℃时 , 光伏组件的转换效率 ;

T2 _____2 m高度处气温 , 单位为摄氏度(℃)。

Hpv = Ch XCφ X PX W S X (Tcell _ T2 ) = Ch XCφ X PX W S X 0. 035 X ⅠGHⅠ

……………… (A. 2)怯中:

Hpv _____ 光伏组件感热通量 , 单位为瓦每平方米(W/m2 ) ;

Ch _____感热输送系数 , 取值 0. 0045 ;

Cφ _____ 空气定压比热常数 , 取值 1 . 0 X 103 J/(kg ● K) ;

P _____ 空气密度 , 单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

W S _____平均风速 , 这里代表光伏面板阻尼后的风速 , 单位为米每秒(m/S) ;

Tcell _____ 光伏面板温度 , 单位为摄氏度(℃) ;

T2 _____2 m高度处气温 , 单位为摄氏度(℃) ;

ⅠGHⅠ _____ 到达地表的向下短波辐射 , 单位为瓦每平方米(W/m2 )。

5

参考文献

[ 1 ] GB/T 34412__2017 地面标准气候值统计方法

[ 2 ] GB 50797__2012(2024 年版) 光伏发电站设计标准

[ 3 ] QX/T449__2018 气候可行性论证规范现场观测

[ 4 ] QX/T469__2018 气候可行性论证规范总则

[ 5 ] QX/T 709__2024 陆上风电场局地气候效应评估指南

[ 6 ] 黄嘉佑 , 李庆祥 . 气象数据统计分析方法[M] . 北京:气象出版社 , 2015