我国风能资源的初步研究

本文用平均风速和平均最大风速确定风速韦伯分布参数k、c,并根据k、c计算了全国165个测站的理论风能的各种特征量,分析了风能特征量的分布规律,指出:我国风能资源以内蒙地区,渤海湾沿岸、东南沿海、东北平原、青藏高原等地为最丰富,四川盆地、塔里木盆地为最小;风能资源随高度升高先是迅速增加,而后逐渐减慢。     

黑龙江省风能资源及其分布

本文利用全省各地的年、月平均风速直接计算实有风能,平均有效风速的年、日分布特征,不同等级风速频率分布特征,最大风速的推定及其结果,风能密度的计算,将全省风能资源按其优劣程度划分为3个区域等级进行评价。     

包头地区风能资源分布特征分析

利用1979—2008年包头地区各气象站近30年地面观测的风资料,对各地区平均风速、最大风速和风能资源进行了统计计算,给出了包头各地的平均风速、最大风速和风能资源的分布特征,为包头地区合理开发和利用风能资源提供依据。     

山东沿海风能资源分布特征及评估

利用山东省沿海测风塔70 m高度完整1 a的观测资料计算分析风能资源参数特征.结果表明：山东沿海地区平均风速与有效风功率密度分布特征相似,烟台沿海区域平均风速及有效风功率密度最大分别达到6.7 m/s、463.5 W/m²,沿海北部地区风能资源最为丰富,日照地区最少;受海陆风作用,春季风能资源最好,其次是冬季,夏季最差,风速最大值基本出现在14-16时;年有效风能时数及百分率分别为7 440 h、85%;风能密度分布基本以偏北或偏南方位较大.沿海区域风能资源分布特征与长年代评估结果及数值模拟结果基本一致.     

萍乡地区风能资源分布初探

分析了萍乡地区风能资源的形成。采用风速的韦布尔双参数方法测算出平均风能密度、平均有效风能密度,以及年风能可利用时间。根据风能区划标准,对萍乡地区的风能资源可利用程度和分布特征进行了初步分析。分析结果表明,萍乡地区风能随海拔高度呈梯度分布,且北部高于南部;萍乡市和莲花县属“风能贫乏区”,武功山属“风能可利用区”。     

基于ASCAT风场数据的中国近海风能资源评估

卫星反演海面风场资料能够弥补海上气象测风资料缺乏的不足,对近海风能资源评估具有重要意义。通过ASCAT(Advanced Scatterometer)风速数据与美国及中国近海岸浮标测风资料的对比分析,结果表明,ASCAT风速的均方根误差为1.27 m·s-1。比较利用近海岸浮标逐小时风速及与其相匹配ASCAT瞬时风速计算的各项风能参数,得出ASCAT与浮标的平均风速和风功率密度的残差分别在±0.5 m·s-1和±50 W·m-2以内,该残差占浮标计算结果的比例分别在±8%和±12%以内。使用ASCAT风速资料拟合的Weibull分布函数与浮标的结果较吻合。因此,ASCAT风速资料也能够为海上风能资源评估提供有用的风能参数信息。最后使用ASCAT瞬时风速数据分析了中国近海10 m及70 m高度处的风能资源的空间分布特征,结果表明,台湾海峡平均风速和风功率密度最大。     

大连地区风能资源评估及分布

利用大连地区1971～2000年基本气象站和2006～2009年自动气象站风速观测资料,估算了风能的主要特征指标:风速、有效小时数、平均风功率密度、有效风功率密度。根据风能特征指标分析了大连地区风能资源状况和分布特征。结果表明:大连地区风能资源丰富,大部分地区年有效风功率密度在80W/m2以上,其中旅顺最大,为191.7W/m2,长海、大连、瓦房店都在150W/m2以上,金州为104.2W/m2,庄河、普兰店不足100W/m2。大连地区的风速有效时数大部分在4500h/a以上,其中大连、长海在6500h/a以上,旅顺、瓦房店、金州在4800～5500h/a之间。大连地区风能主要呈现沿海(海岛)大于内陆区域、南部地区大于北部地区、西海岸大于东海岸的空间分布。     

连州风能资源的评估

利用区域气象站、气象观测站的测风资料和国家相关标准,计算分析连州市的各项风能资源参数,对连州市风能资源的时空变化进行评估,结果表明:2017年平均风速、风向与历年平均风速、风向基本一致,可认为2017年基本为平风年,可以反映连州地区长期的风的特征,具有可用性、代表性。连州市南部、东北部风能资源较丰富,80m高度平均风速达到3m/s以上,平均风功率密度为62.0~139.9W/m^2,有效风功率时数5761~5969h,占65.8%以上,有效风速频率高达64.8%,风能频率占71.8%以上,从长年代估计,雷达站和山塘附近区域的风能资源等级为1级,有利于开发低风速型风电场。西北部、东部的风能资源较为贫乏,平均风速小,风功率密度低,有效风功率时数少,风能开发价值低。     

基于风能资源专业观测网的风能资源评估

利用中国风能资源专业观测网2009年5—10月各高度层（10、30、50、70 m）的10 min观测数据分析了全国近地层风速及风功率密度的时空、方位及梯度分布特征。结果表明：①全国各地区平均风功率密度基本为1652 W/m2,西北地区以及东南沿海地区风能资源更为丰富;② 5月和10月两个月风能资源的可开发量较大,其中北方地区一般5月较大,而南方地区10月较大;③全国各地大体上呈现西北内陆、东北、华北地区刮偏西北风,东部沿海地区刮偏东南风,云贵地区盛行西南风的趋势;④从不同梯度情况来看,越往高层风能资源的可开发量越大;⑤从全国风能资源的日变化情况来看,一般从08：00—20：00风能资源比较丰富,其中15：00平均风功率密度和平均风速达到极大值,但不同地区不同时段风能资源分布还存在一定差异。     

金华市风能资源分析

为了分析金华市风能资源的丰匮及其分布状况，利用2017—2020年金华市8个国家地面气象观测站和169个区域自动气象站的逐小时风向风速资料，统计分析了平均风速、有效风速时数、有效风能密度等风资源评估参数。结果表明：按照风能资源区划标准，武义大莱站和义乌站的风能资源达到可利用区的标准，而其他站点则处在风能资源贫乏区，其中，大莱距地面10 m高度的年平均有效风能密度达107.5 W/m²，有效风速时数为5 481.0 h，年主导风向为WNW，义乌的有效风能密度则为51.5 W/m²，有效风速时数2 571.3 h，年主导风向为N；义乌平均风速的日变化幅度较大，不利于其风电在并网过程中的安全稳定。     

四川省茂县风能资源初步分析

采用1971~2000年气候整编资料数据,初步分析了茂县的风能资源状况。结果表明:(1)由于特定的地理地形条件所致,其风能资源在四川为最大值地区之一,在横断山地区也为最大值地区之一。虽然年平均风能密度仅为27.44 W/m2(县气象局观测资料计算)。但当地风具有一年四季风速较大、风向稳定、定时起风等特点,其风能应具有较大的开发利用价值。(2)茂县的风有如下特点:一年四季都有风,冬春季最大(12月~次年5月平均风速达4.1m/s),秋季次之(10~11月平均风速达3.6m/s),夏季最小(6~9月平均风速达3.4m/s),以3月最大,平均风速达4.6m/s,以9月最小,平均风速只有3.2m/s。据茂县局3次观测的2分钟的平均风速来看,早上多为静风,在这种情况下多年平均风速仍然达到了3.8m/s,为全省最大。(3)根据茂县本站的风观测资料计算该县属于风能资源较贫乏地区,但该县由于地形复杂,县气象局观测资料不能完全代表该县的特殊风能分布情况,需要在实地调查的基础上,选择风速较大的地区建立风能观测点积累风能实测资料,为该县开发风能资源造福当地人民提供更科学、更具有说服力的数据。      

1963—2012年内蒙古自治区风速的时空变化特征分析

利用内蒙古自治区1963—2012年95个地面气象观测站的风速观测资料,分析该地区风速的时空变化特征,包括内蒙古年平均风速的变化特征、四季风速变化特征、不同区域风速变化特征,旨在揭示长时间序列的历史风速变化规律,为预测今后内蒙古风速变化趋势奠定基础,并进一步为内蒙古风能资源的开发与利用提供理论参考依据。结果表明:近50a内蒙古地区年平均风速呈现非常显著的减弱趋势(p<0.01),平均每10a减小0.24m·s-1,50a间四季平均风速由大到小依次为春季>秋季>冬季>夏季,风速平均值分别为3.81、2.93、2.90、2.84 m·s-1。四季平均风速的减弱速度介于-0.19^-0.29 m·s-1/10a之间,其中以春季风速减小最为显著,冬季、秋季次之,夏季风速减弱最缓。具体到各盟市:兴安盟、通辽市、赤峰市、锡林郭勒盟、乌兰察布市、包头市、阿拉善盟这几个区域的风速较大,年平均风速均在3.0 m·s-1以上,是风能资源的富集地区,尤其是位于中部的锡林郭勒盟和包头市的一些区域,年平均风速达5.0 m·s-1以上,风能资源蕴藏量最为丰富。风速变化趋势的空间分布结果显示:近50a间包头市和乌兰察布市风速减弱幅度最大,二者平均每10a风速分别减小0.36 m·s-1和0.38 m·s-1。     

估算风速频率分布的几种方法

本文讨论了韦伯函数在估算风速频率分布上的应用,并提出了由原始风记录来估算韦伯参数(尺度参数c和形状参数k)的方法。把这些方法与近来有人提出的使用平均风速和最大风速作为基本数据的所谓“方根正态分布”作过对比,结果表明,在风速分布的拟合过程中,韦伯分布所导致的标准差比“方根正态分布”的来得小。并且它还具有另一个优点,即根据某一高度上所得到的c和k值可以推算出另一高度上的c和k值。     

松辽平原风能资源分析及其利用

利用1958—2007年松辽平原9个气象站的50年风速气候资料和短期测风塔资料,对松辽平原的风速变化、变化周期,以及风能资源特征进行分析。研究表明：近50年松辽平原平均风速减小趋势明显,且预计到2015年将一直处于风速偏小期;一年当中,春季风速偏大,为风能相对密集期;通过对年有效小时数、风速频率、年风向频率、年风能方向频率、湍流强度、风切变等指标分别进行分析后发现松辽平原的风能资源具有明显开发优势,因此预计2015年之后,松辽平原风能的开发潜力将更大。     

双参数威布尔分布函数在希尼尔水库风速资料分析中的应用

介绍计算威布尔分布参数的累积分布函数拟合法、平均风速和标准差估计法、平均风速和最大风速估计3种算法,并应用此算法计算了希尼尔水库地区的风速威布尔分布参数。将拟合的风速概率分布与同期的风速实际频率分布结果进行分析,并将拟合曲线应用到实际中,对希尼尔水库风能资源开发做初步评价。     

四川省风能资源时间及空间变化特征分析

该文利用四川省1961—2014年逐日的平均风速,采用一元线性方程、5 a滑动平均、M-K突变检验、EOF正交函数分解等方法,研究了四川省以及各个分区年平均风速时间和空间分布特征,得到以下结论:(1)四川省年平均风速每10 a减少为0.046 m/s,且4个分区的年平均风速均呈递减的变化趋势,其中川北地区递减幅度最大,同时得出年平均风速存在9~13 a小尺度、8~18 a中尺度的周期变化规律。(2)1990年为年平均风速年际突变年。(3)四川省年平均风速空间分布类型呈东—西型、东北—西南型空间分布特征。该文的研究为四川省风能资源的利用以及对大风造成的灾害防御工作的开展提供一定的指导意义。     

中国1960-2016年风能资源的时空分布特征

基于462个气象观测站1960–2016年共57年的近地面风速日资料,利用克里格空间内插,最小二乘法,相关系数检验和经验正交函数分解(EOF)等方法分析了年均和各个季节中国区域风速及有效风能密度的时空变化特征。研究结果表明:在中国北部和部分沿海地区年平均风速在3 m s-1以上,有效风能密度在75 W m-2以上,而在中国南部地区平均风速和有效风能密度均较小。近五十多年以来,中国区域年均和季节平均风速呈明显下降趋势,北部地区春季递减率最大,沿海地区冬季递减率最大。广东部分地区年平均风速有增大的趋势,西南,华南和华中西部地区年平均风速变化不大。平均风速大的区域,递减率也大。年平均风速和年有效风能密度的主要空间分布模态表现出高度的一致性,均呈现逐年减小趋势。中国风速及风能资源的减小趋势,主要与全球变暖及土地利用变化有关。     

中国1960-2016年风能资源的时空分布特征（英文）

基于462个气象观测站1960–2016年共57年的近地面风速日资料,利用克里格空间内插,最小二乘法,相关系数检验和经验正交函数分解(EOF)等方法分析了年均和各个季节中国区域风速及有效风能密度的时空变化特征。研究结果表明:在中国北部和部分沿海地区年平均风速在3 m s~(-1)以上,有效风能密度在75 W m~(-2)以上,而在中国南部地区平均风速和有效风能密度均较小。近五十多年以来,中国区域年均和季节平均风速呈明显下降趋势,北部地区春季递减率最大,沿海地区冬季递减率最大。广东部分地区年平均风速有增大的趋势,西南,华南和华中西部地区年平均风速变化不大。平均风速大的区域,递减率也大。年平均风速和年有效风能密度的主要空间分布模态表现出高度的一致性,均呈现逐年减小趋势。中国风速及风能资源的减小趋势,主要与全球变暖及土地利用变化有关。     

河西走廊东部风能资源分布特征及开发利用

利用河西走廊东部5站1971-2004年逐日4次定时地面气象观测资料和2005-2006年地面自动气象观测站逐小时气象观测资料,用统计学方法分析了该区域近地面风速及风能的演变和分布。结果表明：河西走廊东部环境风速的气候变化比较稳定,但探测环境变化较大的站点风速下降十分明显;风能分布具有山区最大、沿河西走廊峡管和荒漠地带次之、中部武威绿洲盆地最小的地域分布特点;南部山区年平均风速均大于等于3．5m·s^-1、全年各月平均风速均大于等于3．0m·s^-1,且全年风向、风速跃变小,习平均有效风能时数大于等于13．9h,年平均有效风能时数大于等于5000h,因此具有较大的风能开发利用价值;北部荒漠和沙漠地区年平均风速为2．7m·s^-1,一年中3～7月风速较大,日平均有效风能时数为8．7h,年平均有效风能时数为2913h,年平均有效风能密度为82．7W·m^-2,具有季节性风能开发利用价值;位于绿洲盆地的凉州区由于各项风能参数均较小,不适宜进行风力发电。根据河西走廊东部地域和气候特点,分析了风能开发利用前景。     

高分辨率数值模式在风能资源评估中的应用初探

针对现有气象测站分布数量有限, 尤其是沿江沿海地带测站稀少的现状, 对数值模式在风能资源评估中的应用进行了尝试。首先利用TAPM数值模式对上海地区的风场作了数值模拟计算; 然后利用同步的气象站观测资料对风速模拟结果进行统计释用订正处理, 提高了模式计算结果的准确性和可靠性; 最后得到了分辨率为3 km的上海全年平均风速和风功率密度分布信息。这些结果为上海地区风能资源分析评估及风电场规划选址工作提供了科学依据, 同时也说明将统计释用的数值模拟结果应用到风能资源评估工作中是可行的。