王　倩　俞曉峰　謝　磊　江建平　李子林　施岐璘

(1.上海電力實業(yè)有限公司　上海 200001;2.武漢理工大學(xué)智能交通系統(tǒng)研究中心　武漢 430063)

0　引　言

深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電場能夠充分利用深遠(yuǎn)海域更加豐富的風(fēng)能資源，對我國清潔能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有非常重要的意義。但是，作為一種分布比較集中的海上大型障礙物群，海上風(fēng)電場的建設(shè)也帶來了一些比較突出的問題[1]。其中，由于風(fēng)機(jī)的分布比較集中，其對雷達(dá)信號的阻擋，會在不同程度上影響雷達(dá)的探測性能和范圍，使得雷達(dá)的陰影區(qū)變大。而風(fēng)機(jī)多次反射雷達(dá)信號，使得雷達(dá)的跟蹤性能和方位分辨力下降。雖然多徑效應(yīng)在特定情況下能提高雷達(dá)的檢測性能[2]，但是卻會降低雷達(dá)的其他一些參數(shù)精度[3]。

國外非常重視海上風(fēng)電場對雷達(dá)工作性能的影響，據(jù)《紐約時報》報道，美軍為了避免風(fēng)電場對雷達(dá)的性能影響，推遲或否決了多達(dá)9 000 MW的風(fēng)電場項目，這相當(dāng)于美國5年的建設(shè)總量[4]。英國國防部同樣極力反對大量修建風(fēng)力發(fā)電站，以避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片干擾軍方雷達(dá)[5]。而英國能源部為此不得不與英國國防部一起出資，專門研制了一種新型的雷達(dá)系統(tǒng)以解決風(fēng)電場影響雷達(dá)工作性能的問題[6]。

我國對海上風(fēng)電場的建設(shè)投入很大，近年來對于風(fēng)電場影響雷達(dá)探測性能的問題也越來越重視。經(jīng)過長期的跟蹤研究，研究人員認(rèn)為風(fēng)電場對電磁波設(shè)備的影響主要來自風(fēng)機(jī)建筑結(jié)構(gòu)對電磁波的反射和遮擋[7]，且風(fēng)電場的不利影響會降低雷達(dá)的成像清晰度、探測概率和虛警概率[8-9]。為了解決這一問題，其中一項研究就是對風(fēng)機(jī)的雷達(dá)散射截面(RCS)進(jìn)行建模，從而分析風(fēng)機(jī)在雷達(dá)中的成像，并為風(fēng)機(jī)的雷達(dá)圖像模擬奠定基礎(chǔ)。L.S.Rashid等[10]通過對分析形狀結(jié)構(gòu)的分析，建立了風(fēng)機(jī)的RCS計算模型，并定性對比分析了模型結(jié)果與測量結(jié)果。O.Karabayir等[11]在分析了風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及合成孔徑雷達(dá)(SAR)圖像中風(fēng)機(jī)影像的基礎(chǔ)上，建立了風(fēng)機(jī)RCS模型。張連迎等[12]基于有限寬度屏蔽繞射模型，仿真計算了風(fēng)機(jī)繞射損耗，并分析了損耗對雷達(dá)漏警率和虛警率的影響。王樹武等[13]提出了一種基于矩形屏蔽繞射模型的風(fēng)機(jī)損耗計算方法，并將其應(yīng)用到了東海大橋近海風(fēng)電場對附近海事雷達(dá)影響的研究分析。Xie L等[14]通過將實測的風(fēng)電場環(huán)境下雷達(dá)波功率與理論計算的雷達(dá)波功率對比，得到了風(fēng)機(jī)對雷達(dá)波附加損耗值，并討論了測量數(shù)據(jù)中噪聲消除方法。

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)的計算能力不斷提高，系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)在各行各業(yè)都開始得到應(yīng)用，因此，研究人員可以根據(jù)海上風(fēng)電場水域的雷達(dá)波衰減模型，模擬相應(yīng)的雷達(dá)圖像，從而在海上風(fēng)電場選址階段對相關(guān)水域的船舶航行安全進(jìn)行評估。目前，雷達(dá)圖像模擬技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到了雷達(dá)模擬器的研制中，很多學(xué)者都對其進(jìn)行了大量研究，并利用數(shù)字高程圖(DEM)進(jìn)行雷達(dá)圖像模擬。其中，顧振杰等[15]針對SAR雷達(dá)的需求，基于DEM數(shù)據(jù)，采用距離時域相干法，對目標(biāo)回波進(jìn)行了仿真。趙宏宇等[16]通過建立雨雪例子二維分布模型，給出了雨雪雜波振幅的計算方法，并將其用于雷達(dá)模擬器，模擬結(jié)果具有較高的真實性。

筆者研究了深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電場環(huán)境下雷達(dá)回波所受到的干擾情況，根據(jù)相應(yīng)的環(huán)境和風(fēng)機(jī)損耗模型，實現(xiàn)了海事雷達(dá)衰減的模擬和仿真，將上述方法應(yīng)用到了上海市深遠(yuǎn)海海域海上風(fēng)電場場址方案的比選中，根據(jù)相關(guān)海域的實際情況，對多種方案下可能對航行安全造成的影響進(jìn)行了說明，從船舶航行安全的角度為深遠(yuǎn)海海域海上風(fēng)電場選址方案的確定提供了技術(shù)支持。

1　海上風(fēng)電場水域的雷達(dá)回波衰減研究

為了更好地仿真風(fēng)電場水域的海事雷達(dá)回波衰減特征，需要依次模擬出當(dāng)前的海洋環(huán)境和風(fēng)機(jī)分布所帶來的雷達(dá)衰減，然后才能描述出雷達(dá)衰減區(qū)的總體分布和衰減程度，進(jìn)而有針對性的提出相應(yīng)的安全保障措施。整個過程包括以下3個模型。

1.1　雷達(dá)信號的自由傳播衰減模型

雷達(dá)波在穿透任何介質(zhì)時都會有損耗，其中，電磁波在空氣中傳播時的能量損耗滿足自由空間損耗模型，該損耗可根據(jù)電磁波在雷達(dá)和目標(biāo)之間的傳輸過程換算出來。對于各向同性的雷達(dá)天線，綜合考慮發(fā)射機(jī)損耗、接收機(jī)損耗、大氣損耗、多路徑因子，可將雷達(dá)接收天線接收回波信號的功率表示為

(1)

式中：Pr為接收到的雷達(dá)回波功率；Pt為發(fā)射機(jī)功率；Gt為發(fā)射天線的增益；σ為目標(biāo)的雷達(dá)截面積；Gr為接收天線的增益；L為系統(tǒng)和傳播損耗；R為目標(biāo)與雷達(dá)的距離。

1.2　海洋環(huán)境引起的雷達(dá)回波衰減模型

雷達(dá)在海洋環(huán)境下進(jìn)行探測，往往會受到2方面的干擾：①雷達(dá)波在富含水蒸氣的空間進(jìn)行傳播，由于水蒸氣的吸收與散射，會造成雷達(dá)波一定的損耗；②雷達(dá)波照射到水面上，被水面前向反射出去，然后回到雷達(dá)天線處，由于這種方式傳播的電磁波相位與直射波不同，因此兩者之間會產(chǎn)生矢量疊加效果，也稱為多徑干擾。對上述2種干擾，一般需要借助大氣損耗因子(lR或lc)和多徑因子mp來描述雷達(dá)回波的衰減情況。

大氣損耗因子與很多因素有關(guān)，包括：降水類型、降水量多少、降水量范圍、雷達(dá)波長、雷達(dá)波極化方式等。由于實際情況下，雷達(dá)與目標(biāo)之間全程的降水量可能不一樣，不可能全部測量，實際計算過程中往往選取某測量站測量的降水量作為損耗計算的參考。在雷達(dá)系統(tǒng)性能評估時，常常假設(shè)全程都有較高的降水量。降水的衰減值為

lR=10[c+dlg(r+0.000 01)]dB/km

(2)

式中：r為降雨量，mm/h；c,d為常數(shù)，取值與雷達(dá)頻率有關(guān)。

在晴朗天氣中，雖然大氣中沒有小水珠和霧氣的影響，但是氧氣分子和水蒸氣分子也會吸收電磁波影響雷達(dá)探測。這個影響與雷達(dá)頻率相關(guān)，一般用氧分子因子(p)和水分子因子(q)表示。空氣中的含水量(W)與溫度(t)有關(guān)，溫暖的天氣空氣中含水量相對較多，一般可選取經(jīng)驗公式進(jìn)行計算，見式(3)。

W≈5.25+0.13t+0.023t2g/m3

(3)

晴朗天氣的衰減(lc)與氧氣(因子p)和水蒸氣吸收分量(因子q)的關(guān)系可用式(4)表示。

(4)

式中：H為相對濕度。

多徑因子與雷達(dá)的干涉區(qū)域和衍射區(qū)域有關(guān)。干涉區(qū)域是離雷達(dá)發(fā)射點(diǎn)距離較近的區(qū)域，到達(dá)目的地的信號被直接的和間接的射線之間的干涉修正。在干涉區(qū)域，幾何光學(xué)可以精確描述雷達(dá)波傳播過程；在衍射區(qū)域，幾何光學(xué)不能精確該傳播過程，只能由波動力學(xué)描述。干涉區(qū)域和衍射區(qū)域的分界不明顯且隨機(jī)，一般可以選擇下式計算干涉區(qū)域的轉(zhuǎn)變距離RA。

(5)

式中：RA為干涉區(qū)域到衍射區(qū)域的轉(zhuǎn)換距離；H為雷達(dá)天線高度；h為目標(biāo)高度；λ為雷達(dá)工作波長。

多路因子的數(shù)值是直接射線加上間接射線的合成矢量與直接射線能量之比，計算見式(6)。

(6)

式中：mp為多徑因子；ρ為間接射線在反射點(diǎn)的發(fā)射系數(shù)；gdif為間接射線的歸一化能量；φ為間接射線與直接射線的相位差。

1.3　風(fēng)機(jī)遮擋引起的雷達(dá)回波衰減模型

由于雷達(dá)工作在微波波段，雷達(dá)波在傳播過程中如果遇到大型障礙物會產(chǎn)生遮擋及繞射現(xiàn)象。障礙物阻擋了電磁波的正常傳播，會在其身后形成回波陰影區(qū)域。由于電磁波具有一定的繞射能力，在陰影扇形區(qū)域的邊緣，仍然能夠探測到具有一定反射能力的目標(biāo)，但回波的強(qiáng)度明顯減弱，一些小目標(biāo)將會漏失；在陰影扇形區(qū)域中心，雷達(dá)波被完全阻擋不能到達(dá)，探測不到任何目標(biāo)，這就是雷達(dá)的盲區(qū)。

繞射現(xiàn)象產(chǎn)生的基本原因是當(dāng)雷達(dá)發(fā)射的電磁波波長遠(yuǎn)小于障礙物的尺寸時，電磁波能夠越過障礙物傳播。根據(jù)障礙物拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同，電磁波的繞射可分為刃峰繞射、圓頂峰繞射、小坡度連續(xù)地面繞射等。一般來說，可以認(rèn)為當(dāng)雷達(dá)天線所輻射的電磁波通過空間傳播到目標(biāo)點(diǎn)時，凡進(jìn)入發(fā)射點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)之間第一菲涅爾區(qū)的地面、山峰、建筑物及樹木等障礙物，都會對電磁波產(chǎn)生“遮擋”效應(yīng)，影響目標(biāo)點(diǎn)的雷達(dá)波場強(qiáng)。

第一菲涅爾區(qū)的范圍如圖1所示，設(shè)定發(fā)射點(diǎn)至接收點(diǎn)的距離為d，由發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的電磁波至空間的任一點(diǎn)，再折向傳播到接收點(diǎn)時所經(jīng)歷的路程長度為dr=d1+d2，滿足以下條件所構(gòu)成的空間曲面，即為第一菲涅爾區(qū)的邊界。

(7)

圖1　第一菲涅爾區(qū)示意圖Fig.1　Schematic diagram of the first Fresnel zone

理論可以證明，這是一個以發(fā)射點(diǎn)至接收點(diǎn)連線為長軸的橢球面，發(fā)射點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)處于橢球面的2個焦點(diǎn)上。該橢球的長短軸分別為

(8)

式中：a為長軸半徑；b為短軸半徑；d為二點(diǎn)間的直線距離。橢球面上任一點(diǎn)至長軸的垂直距離被稱為第一菲涅爾區(qū)半徑。

在考慮雷達(dá)波傳輸損耗時，需要根據(jù)障礙物所構(gòu)成的第一菲涅爾區(qū)，計算雷達(dá)波的繞射及遮擋。通過與實際測試數(shù)據(jù)的對比分析，選用了基于矩形屏蔽繞射模型的風(fēng)機(jī)損耗計算方法，見圖2，記矩形屏蔽所在平面為XOY面；以雷達(dá)T和目標(biāo)R的連線為Z軸；Z軸與XOY面的交點(diǎn)為原點(diǎn)，建立空間直角坐標(biāo)系。

圖2　矩形屏蔽繞射模型示意圖Fig.2　Schematic diagram of diffraction model for rectangular screen

由圖2可見，記矩形屏障4個方向的刀刃位置為x1，x2，y1，y2，并假設(shè)雷達(dá)波平行于Z軸傳播，雷達(dá)T和目標(biāo)R兩者離屏蔽面的距離分別為d1和d2，則目標(biāo)上的雷達(dá)回波場強(qiáng)為

es=1-ea

(9)

式中：ea為穿過矩形屏蔽到達(dá)目標(biāo)上的場強(qiáng)，其計算見式(10)～(11)。

ea(x1,x2,x3,x4)=0.5(CxSy+SxCy)-

j0.5(CxCy-SxSy)

(10)

(11)

式中：C(ν)和S(ν)是菲涅爾積分，ν為幾何參數(shù)，與障礙物所在處第一菲涅爾半徑F1有關(guān)，其中λ為電磁波波長，h為刀刃形繞射中的高程，其定義見式(12)～(14)。

(12)

(13)

(14)

2　已建成海上風(fēng)電場的實例分析

借助前文所開展的理論研究，可以通過仿真來模擬深遠(yuǎn)海風(fēng)電場水域的海事雷達(dá)回波衰減情況。但是，相關(guān)風(fēng)電場目前仍處于前期論證階段，尚未真正建成，無法通過現(xiàn)場測試來驗證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了確保仿真的準(zhǔn)確性，筆者以已建成的上海東海大橋風(fēng)電場為對象，現(xiàn)場測試了小洋山雷達(dá)站的海事雷達(dá)在風(fēng)電場環(huán)境下的回波衰減情況，并與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，以驗證相關(guān)仿真處理方法的準(zhǔn)確度。之后，還對仿真模型進(jìn)行了線性回歸，進(jìn)一步提高了仿真的精度。

上海東海大橋風(fēng)電場是我國海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展初期的大型示范項目之一，位于上海浦東新區(qū)臨港新城至洋山深水港的東海大橋兩側(cè)，周邊水域的航道縱橫交錯，屬水上交通船舶流密集的區(qū)域，且船舶流動向復(fù)雜。針對該風(fēng)電場的地理特征，研究人員在風(fēng)電場周邊及內(nèi)部水域開展了雷達(dá)回波實測實驗，現(xiàn)場測試小洋山雷達(dá)站的雷達(dá)回波場強(qiáng)。所測得的數(shù)據(jù)被分為兩類，其中，在沒有受到風(fēng)電場遮擋的水域所測得的數(shù)據(jù)，命名為自由傳播場強(qiáng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)反映了雷達(dá)波在開闊水域傳播過程中正常衰減的情況；在風(fēng)電場內(nèi)部以及背面明顯受到遮擋的水域所測得的數(shù)據(jù)，命名為實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)反映了雷達(dá)波在風(fēng)電場水域傳播過程中異常衰減的情況。最后，在合成了雷達(dá)信號自由傳播衰減模型、海洋環(huán)境引起的雷達(dá)回波衰減模型及風(fēng)機(jī)遮擋引起的雷達(dá)回波衰減模型之后，通過仿真得到的模擬數(shù)據(jù)，命名為合成場強(qiáng)數(shù)據(jù)。按照測試點(diǎn)與雷達(dá)的實際距離，可以將這3批數(shù)據(jù)歸并后繪制成折線圖，見圖3。

由圖3可見，實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)和合成場強(qiáng)數(shù)據(jù)相對比較接近，而自由傳播場強(qiáng)數(shù)據(jù)則表現(xiàn)出明顯的偏離。

為了定量分析這3批數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)程度，筆者以實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，采用灰色關(guān)聯(lián)法分別計算了自由傳播場強(qiáng)數(shù)據(jù)、合成場強(qiáng)數(shù)據(jù)與實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)度。經(jīng)過計算可以發(fā)現(xiàn)：實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)與自由傳播場強(qiáng)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)度r=0.583 1，這表明2條折線的關(guān)聯(lián)程度一般，兩者間不具備相關(guān)性。但是，實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)與合成場強(qiáng)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)度r=0.760 3，明顯高于實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)和自由傳播場強(qiáng)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)程度。顯然，筆者通過模擬得到的雷達(dá)回波衰減仿真模型比較接近真實數(shù)據(jù)，仿真的結(jié)果是有效的。

為了進(jìn)一步修正雷達(dá)回波衰減仿真模型，筆者以實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)為因變量，以合成場強(qiáng)數(shù)據(jù)中的環(huán)境衰減因子和風(fēng)機(jī)遮擋衰減因子為自變量，對合成場強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了二元線性回歸修正。

Er=Ef+a·Eb+b*Et+c

(15)

式中：Er為實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)；Ef為合成場強(qiáng)數(shù)據(jù)；Eb為環(huán)境衰減因子；Et為風(fēng)機(jī)遮擋衰減因子;a，b，c為線性回歸修正系數(shù)。

結(jié)果顯示常數(shù)項c為-20.34 dBm，環(huán)境衰減因子和風(fēng)機(jī)遮擋衰減因子的系數(shù)a，b分別為0.70和-0.74。修正后合成場強(qiáng)數(shù)據(jù)與實測場強(qiáng)數(shù)據(jù)的相對誤差大部分落入在-10%～10%之間，相對誤差的平均絕對值為5%。

3　上海市深遠(yuǎn)海海域海上風(fēng)電場選址方案評估及優(yōu)化

通過上述實測數(shù)據(jù)對比，可以認(rèn)為所采用的海事雷達(dá)回波衰減仿真計算方法是比較準(zhǔn)確的。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步把該仿真處理算法應(yīng)用到了上海市深遠(yuǎn)海域海上風(fēng)電重大示范工程的選址方案評估中。上海市深遠(yuǎn)海域海上風(fēng)電重大示范工程位于上海崇明橫沙島東側(cè)海域，風(fēng)電場初步場址共2個方案，分為5個區(qū)域。方案一規(guī)劃總裝機(jī)容量為85萬kW，包括1#，2#，3# 3塊水域。方案二規(guī)劃總裝機(jī)容量為280萬kW，包括4#，5# 2塊水域。5個風(fēng)電場初選場址位置如圖5所示。由圖5可見，方案一的選址區(qū)域緊鄰北港航道，而方案二的4#規(guī)劃區(qū)則夾在長江口內(nèi)航路和中航路之間。

圖5　風(fēng)電場初選場址位置(方案一、方案二)Fig.5　Preliminary geographical location of wind farm(Scheme I and II)

從雷達(dá)監(jiān)管的情況來看，上海VTS系統(tǒng)由橫沙雷達(dá)站(北緯31°18′08″，東經(jīng)121°50′49″)、長興雷達(dá)站(北緯31°22′05″，東經(jīng)121°42′56″)、吳淞口雷達(dá)站(北緯31°23′35″，東經(jīng)121°30′30″)、吳淞TVS分中心(北緯31°22′30″，東經(jīng)121°29′44″)和雞骨礁雷達(dá)站(北緯31°10′25″，東經(jīng)122°22′56″)組成，見圖6。其中，雞骨礁雷達(dá)站距離上述風(fēng)場最近，因此，在風(fēng)場建設(shè)及運(yùn)營期間，將主要依賴于雞骨礁雷達(dá)站來保障風(fēng)場周邊航道的航行安全。

圖6　上海市深遠(yuǎn)海海域海上風(fēng)電場附近的雷達(dá)站分布Fig.6　Distribution of radar stations near the offshore wind farms of deep sea in Shanghai city

通過前述仿真模型，可以模擬雞骨礁雷達(dá)站在方案一和方案二2個風(fēng)電場選址水域的衰減區(qū)分布，分別見圖7和圖8。其中，雞骨礁雷達(dá)站所在位置用星號標(biāo)識，雷達(dá)衰減分布則由黑-白色標(biāo)識其數(shù)值大小，越接近黑色，干擾值越大，越接近白色，干擾值越小。當(dāng)干擾值小于1 dB時，不予渲染。

圖7　方案二中的雞骨礁雷達(dá)站衰減區(qū)Fig.7　Attenuating areaof Jigujiao radar stationcaused

由圖7可見，方案一的3個場址規(guī)劃區(qū)恰好遮擋了雞骨礁雷達(dá)站對北港航道的監(jiān)管，其雷達(dá)衰減區(qū)幾乎完全覆蓋了航道，這對船舶交管帶來了較大的影響；方案二的5#規(guī)劃區(qū)對長江口外航路有一定影響，但是該航路范圍較廣，影響程度有限，但是4#規(guī)劃區(qū)的雷達(dá)衰減區(qū)明顯影響到了長江口中航路，這會對船舶航行監(jiān)管形成遮蔽，并對船舶避讓形成干擾。

針對上述模擬結(jié)果，可以看出方案二要比方案一更加合理。同時，通過實際調(diào)查，研究人員對方案二4#區(qū)域的位置做了進(jìn)一步的優(yōu)化，得到了6#區(qū)域，見圖8。

圖8　方案二優(yōu)化后的風(fēng)電場場址位置Fig.8　Geographical location ofwind farm in optimized Scheme II

對優(yōu)化后的方案二進(jìn)行模擬，得到雷達(dá)波衰減分布見圖9。顯然，該方案的雷達(dá)衰減區(qū)與航道的距離更遠(yuǎn)，能夠更好的保障該水域的航行安全。

圖9　方案二優(yōu)化后的雞骨礁雷達(dá)站衰減區(qū)Fig.9　Attenuating areaof Jigujiao radar stationcaused by optimized scheme II

由于上海市深遠(yuǎn)海域海上風(fēng)電重大示范工程尚未開始建設(shè)，風(fēng)電機(jī)組的布設(shè)情況也沒有最終確定。因此，上述雷達(dá)模擬圖中的風(fēng)機(jī)密度暫定與上海東海風(fēng)電場一致。但是，對于深遠(yuǎn)海域來說，更遠(yuǎn)的位置也就意味著更加廣泛的海域，因此,其風(fēng)機(jī)密度可以適當(dāng)降低。如果優(yōu)化后的方案二所采用的風(fēng)機(jī)密度降低至1/4，其雷達(dá)波衰減分布則見圖10。顯然，此時的雷達(dá)回波的衰減程度和衰減范圍都明顯得以降低。

圖10　風(fēng)機(jī)密度降低后的雞骨礁雷達(dá)站衰減區(qū)Fig.10　Attenuating areaof Jigujiao radar stationcaused bylow density wind turbine

4　風(fēng)電場干擾分析及相應(yīng)措施

通過上述雷達(dá)模擬圖像，可以直觀地看出海上風(fēng)電場對雷達(dá)監(jiān)管的影響程度。方案一中的3個規(guī)劃區(qū)與雷達(dá)站和航道的距離都太近了，不僅給雷達(dá)波帶來較強(qiáng)的衰減，而且也導(dǎo)致部分航道落入衰減區(qū)內(nèi)，對船舶交管帶來了較大的影響；方案二雖然距離雷達(dá)較遠(yuǎn)，影響相對較小，但是4#規(guī)劃區(qū)恰好被兩條航道夾在中間，其雷達(dá)衰減區(qū)仍然會影響到航道中的船舶航行安全；優(yōu)化后的方案二，即5#和6#規(guī)劃區(qū)域所在海域，其對海事雷達(dá)的干擾有限，能夠確保雞骨礁雷達(dá)站保持正常的監(jiān)管能力。此外，如果適當(dāng)降低風(fēng)機(jī)密度，將進(jìn)一步減少雷達(dá)波的衰減程度。

5　結(jié)束語

深遠(yuǎn)海海域海上風(fēng)電場的選址，可能會影響到風(fēng)電場周邊海域的通航安全，在風(fēng)電場建設(shè)之前對風(fēng)電場的場址進(jìn)行論證，并盡可能定量地分析其對海事雷達(dá)的干擾情況，有助于減少上述不利影響。通過雷達(dá)模擬圖像，可以向相關(guān)工程技術(shù)人員提供直觀的雷達(dá)衰減區(qū)域分布情況，以及相應(yīng)的雷達(dá)衰減程度，從而為相關(guān)選址決策提供技術(shù)支持，這對保障該海域的水上交通安全具有非常重要的意義。

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