新疆铁路沿线前百公里风区大风特征统计分析

基于2015—2017年新疆铁路沿线17个大风监测站的逐时观测资料,分析了南疆线前百公里风区的大风时空分布特征,并与著名的百里风区代表站十三间房气象站进行对比分析,结果表明:前百公里风区通常是指新疆著名的三十里风区和百里风区外又一强风区带,风速强劲,大风历时长,其间以铁泉西至三个泉大桥区段风速最大,代表站三个泉大桥瞬间极大风速比十三间房气象站平均大12.2 m/s;前百公里风区平均风速季节变化规律为夏季春季秋季冬季;5月达到月均风速的最大值,1月为最小值;平均风速日变化呈单峰形式变化。大风情况下前百公里风区沿线主导风向较稳定,为NW(西北风)至N(北风)之间。风区中铁路沿线呈东北—西南走向,正好与大风的主导风向相正交,形成横风,对列车运行可产生较大的危害。     

山东即墨风电场风力资源分析

以即墨气象站风速风向为参考,利用其30年风速资料确定风电场代表年,根据铁塔气象观测资料分析即墨风电场的风力资源状况;依据“风能资源评价技术规定”对即墨风电场的风速风向进行了检验修正。分析了测风塔各高度风速日、年变化,风向频率年月变化。计算分析了测风塔不同高度平均风速、风功率密度、有效小时数等风能参数。计算了不同风电机型60~70 m轮毂高度年发电量及其随高度变化规律;估算了风电场年发电量。得出即墨风电场达到3级风场标准,具有开发价值。     

广州南沙区风能资源评估

通过分析位于南沙区万顷沙十七涌的70 m风塔的2008年数据,对南沙区风能资源进行了分析,结果标明:2008年20 m高度上热带气旋对有效风功率密度的贡献率为17.8%,有热带气旋影响月份热带气旋对风功率密度平均贡献率达到34.7%。10、20、40、60 m 4个高度的有效风速时数介于3 278~5 862 h,根据风能区划等级中有效风速时数标准,四个高度的风能资源介于可利用区到丰富区之间;根据风能区划等级中年有效风功率密度标准,四个高度的年有效风功率密度介于84.0~148.6 W/m2,风能资源均属可利用区,综合有效风速时数和年有效风功率密度两个要素可确定南沙区风能资源属可利用区,不具备大型风电场并网发电的风能资源条件,但具备一定利用价值。     

兰新铁路第二双线大风规律及影响分析

利用兰新铁路第二双线16个新建气象站2010年7月1日至2014年6月30日多层高度风向、风速资料,对兰新铁路第二双线沿线10 m高度和近地层大风分布规律进行分析。结果表明,兰新铁路第二双线沿线10 min平均风速、极大风速变化趋势基本一致,但风速最大站与最小站的差异显著;风速具有明显的日变化、月变化以及季节变化特征,且变化特征较为一致;兰新第二双线存在4个相对风速大值区—白洋河特大桥至头道河段、红台南至了墩南、烟墩风区西侧至红柳河特大桥段及安北车站东南段;风向方面,从白杨河特大桥至百里风区东侧以偏西、偏北风为主,烟墩风区西侧至玉门地窝铺大桥以偏东风为主;兰新铁路第二双线沿线近地层梯度风从由低到高风速逐渐增加,但增大幅度略有差异;典型大风天气过程中,大风维持时间与四大风速大值区有较好的对应关系,大风持续时间和铁路运营停轮时间均在白杨河特大桥至头道河段最多。     

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。     

衡阳风变化及风能蕴藏量评估

利用衡阳9站1970—2016年测风数据,通过气候倾向率分析风速年、年代际变化,M-K检验风速突变年份,运用有效风能密度评估各区域风能蕴藏量,其结论如下:衡阳风速总体呈下降趋势,衡山减少最明显,风速减少极显著区域未出现突变;低海拔区风速集中在0～3. 4 m/s(85. 8%),1991—2016年风频两极分化,低速及高速区增多,中间出现断层。南岳山风速范围广,2005—2016年强风频区有缺失,主风频在3～5区间;2010年全面采用高灵敏度自动测风仪,低海拔区静风迅速减少;按照有效风能密度定义,南岳山风能丰富,低海拔区未达到可利用标准。     

自动站风能参数的短序列订正方法及其应用研究

利用江苏省2005年自动站与基本气象站测风资料, 以及基本站1971—2000年测风资料, 探讨了风速及风功率密度的短序列订正方法, 并将各自动站数据分别订正到3个代表年。结果表明:应用该订正方法订正年平均风速, 其平均误差百分率为3.38%;用基本站作为假设自动站对其作平均气候状况下的订正, 再与自身观测值比较, 得到年平均风速订正的平均误差百分率为7.13%, 风功率密度订正的平均误差百分率为13.26%, 最大误差百分率为21.98%, 最小误差百分率为4.46%, 订正效果较为理想。     

温州市沿海风能资源特征分析

利用2007年温州市海岛县洞头气象站常规气象资料,分析了洞头岛全年有效风时数、年平均风能密度、年平均有效风能密度、风向和风速频率等风能参数的特征和规律。计算、分析结果表明:洞头岛年平均有效风能密度为96.954W/m2,年有效风速时数达5375小时,年可利用率达61.36%,为风能资源可利用区,有一定利用潜力和有开发价值,为温州市沿海风能资源的进一步开发和利用提供了理论依据。     

WT模型在山区高速公路风预报订正中的应用

利用2001—2020年河北省142个国家气象站逐日最大风速资料分析了近20年河北风速变化背景。择选2021年2—5月张家口、崇礼区域日极大风速13.9 m/s以上、日10 min平均风速最大值8 m/s以上的30个代表日，运用张承高速公路沿线崇礼国家气象站、南窝铺及场地2套区域气象站、高家营及西湾子2套交通气象站的逐分钟风向风速观测资料，ECMWF数值模式输出的地面10 m风预报资料，以及3″分辨率的SRTM3地形资料，应用Meteodyn WT模型对张承高速公路沿线2个解域区域内的风预报结果进行了订正和检验。结果表明：WT模型输出风速与实际观测风速相关系数可达0.6225并通过0.001显著性检验，各代表站模拟的结果与实况的误差80%以上在±2 m/s之间，地形开阔处误差明显减小；风向也表现出很高的一致性。说明应用WT模型对山区高速公路沿线风数值预报进行订正是可行的，各地可结合本地地形数据以及相对稳定可靠的风的数值预报产品作为WT模型的驱动数据源，开展本地山区高速公路沿线风的订正应用。     

包头市达茂旗风区风场特征分析

利用包头市达茂旗气象站1971-2009年38a的日逐小时风向、风速的地面观测资料,对达茂旗风区地面风的平均日变化、月变化、季变化、年变化等进行分析,结果表明:从1971-2009年的年平均风速总体呈现减小的趋势;全年较大风主要出现在春季,4月份平均风速最大;从小时平均值变化曲线看出,00-13时风速逐渐增大,到13时风速达到最大后逐步减小;此外,利用位于该风区内70m测风塔小时数据分析了风速垂直变化曲线,并根据风机发电对风速的要求,分析了有效风速百分比的日变化曲线.     

四川省风能资源详查和评估

特殊的地理位置使四川省成为风能资源贫乏区,复杂的地形条件又增加了该地区风能资源的详查评估难度。本文运用测风资料及数值模拟结果对四川省的风能资源和详查结果进行了分析研究,结果表明四川省风能资源主要集中于川西高原、西南山地和盆地周边山区,尤其是受“高空风动量下传”和“地形峡管效应”影响的山脊及河谷地区;在考虑海拔、地形坡度等不利风能开发要素后,四川省潜在风能开发区位于凉山州境内;详查结果也表明凉山州东部、南部存在3级风能资源丰富区,可作为重点开发区域。      

近50年我国风向变化特征

利用我国基本和基准气象台站1956—2005年的一日4次风向和风速资料, 对近50年我国风向变化做了尝试性分析。分析发现:我国大部分地区年最大风向频率呈减小趋势, 其中西北、华南和西南地区最大风向频率减小趋势最为显著, 只有西部个别地区略有增加; 全国大部分地区年最大风向频率对应的风速均呈明显的减小趋势。同时, 年最大风向频率对应的风速减小趋势比年平均风速的减小趋势更为显著, 最大风向频率对应的风速减小是平均风速减小的主导因素; 我国冬季主要盛行的偏北风和夏季主要盛行的偏南风都呈明显的减小趋势。偏北风（冬季）和偏南风（夏季）的减小主要是亚洲冬季风和夏季风减弱造成的。     

MM5模式及CALMET模型对甘肃酒泉地区风能资源的数值模拟

利用NCEP 1°×1°再分析资料,采用中尺度模式MM5及诊断风场模型CALMET,对2009年6月—2010年5月甘肃省酒泉地区风能资源进行了数值模拟研究。结果表明,远离山体且地势平坦的地区,模拟的风速与实测风速的误差较小,地形复杂的地区误差偏大。用于对比的10座风塔中有7座在70m高度处的相对误差基本在10%以内,3座相对误差稍大但都在20%以内。风速和风功率密度的季节变化在春季最大,冬、秋季次之,夏季最小。这种季节变化与地形地势及所受的天气系统有密切联系。在酒泉地区随着高度的增加,风速逐渐加大;在河西走廊西端和酒泉北部等海拔较低的地区风速随高度增加的趋势尤为明显。通过对模拟年度风速误差的分析,得到模拟年度在酒泉地区属于大风年,若分析酒泉地区多年平均风况,还需要对模拟结果进行订正。     

山东高分辨率风能资源分布特征的数值模拟研究

基于WRF3.8.1数值模式,利用FNL 1°×1°再分析资料,对山东边界层10 m、70 m、100 m等高度2017年风场进行了逐日动力降尺度模拟,使用山东122个气象站逐日平均风速,对模拟结果进行了客观评估。结果表明：WRF模式可以较好地模拟出山东逐日平均风速变化特征,但模拟值普遍大于实测值,山东不同区域平均风速模拟效果差异较大,四季误差分析结果与全年略不同;山东沿海、半岛北部丘陵、崂山、日照中部五莲山、鲁中山区各山脉等区域以及微山湖、东平湖等大型湖泊区域年和四季10 m、70 m、100 m高度平均风速、平均风功率密度较大,大汶河、大清河、泗水河、沂河及其支流、淄河、潍河等流域中上游的山区间低矮平原地带较小,但各地风能资源的差异随高度增加而明显减小。平均风速、平均风功率密度时空分布结果可为山东内陆地区分散式低风速风电场的选址、风能资源开发利用提供参考。     

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。     

昌吉站迁站对气象要素影响及热岛强度指标分析

选取昌吉站旧址1981—2013年（其中1981—2008年为迁站前昌吉站资料,2009—2013年为旧址作为区域站Y5522所采集资料）、新址2009—2013年资料进行对比分析,并对新旧站址资料进行T检验,结果表明：迁站前后,新址与旧址气温、相对湿度、风速变化趋势基本一致,但变化幅度新址较旧址略大。两站气温差冬季变化最为明显,夏季变化最小;平均相对湿度新址较旧址偏高,各季差值在冬季最小;平均风速较旧址偏大0.9 m/s,最多风向新址为西风及西南风,旧址为西风;从年平均值的连续性看,年平均气温、年平均最低气温、年平均相对湿度连续性较差,年平均最高气温与年平均风速连续性相对较好。     

彭州边界层铁塔风梯度特征研究

利用2018年10月~2020年12月彭州边界层铁塔的风速风向观测资料,分析了彭州地区近地面各季节平均风速日变化、盛行风向及污染系数特征,在此基础上,选取彭州大风天气个例,对按月分类法和风速区间法的反演结果进行了有效性验证。结果表明:除夏季10m高度盛行西风以外,其余三季各高度均盛行东北风,秋冬两季各高度东北风出现频率大于春夏两季,每个季节随着高度增加,东北风出现频率均逐渐增大,对应平均风速均逐渐增大。春夏季10m高度的最大污染系数在偏西方向,其他各高度最大污染系数均在东北方向,各层高度最小污染系数多在东南或偏南方向;秋冬季各高度污染系数均大于春夏季,最大均为东北方向,10~20m最小污染系数多在偏南或偏东南方向,60~90m最小污染系数为偏西北方向;彭州铁塔偏西和东北方向不宜布设污染源。两种风速反演方法均能对近地面风速进行较为有效的反演,风速区间法在大风区间的反演效果优于按月分类法。      

近50年中国风速变化多气候模式模拟检验

近年来,随着气候模式研究的快速发展,全球气候模式在模拟20世纪气候和气候变化特征,尤其是在模拟温度、降水等要素特征和变化及其人类活动对这些要素的影响等方面取得了丰硕的成果.然而,全球气候模式对近地层风速的模拟情况如何,目前仍缺少分析和检验.本文利用中国区域近地层风速观测资料,检验评估了参与IPCC AR4"20世纪气候耦合模式模拟"(20C3M)的19个伞球气候模式和国家气候中心新一代伞球气候模式(BCC_CSM1.0.1)模拟的1956-1999年中国近地层(10m)风速及其变化的模拟能力.研究发现,20个伞球气候模式基本上都能模拟出中国多年年(或季)平均风速分布状况,但模式模拟的平均风速一般小于观测值,尤以观测风速较大的北部和西北部地区模拟值偏小显著.气候模式模拟秋冬季风速分布的能力强于模拟夏春季的能力.模式基本上能模拟出冬、春季平均风速大于夏、秋季平均风速,但是模拟不出春、冬、夏、秋季平均风速依次减小的季节变化特征.模式及模式集成难以模拟出观测到的近50年中国年(或季)平均风速明显减小的变化趋势,少数模式能模拟出年(或季)平均风速略呈减小的变化趋势,但与观测值比相差约一个量级.模式对北部和西南部地区平均风速的变化模拟效果较好,而模式难以模拟东南-南部地区风速变化特征.     

多种方法在年平均风速均一性检验中的效果对比

针对安徽省天长和宿松气象站建站至2010年逐年平均风速资料,分别利用直接检验方法和3种间接检验方法：标准正态均一检验（the standard normalhomogeneity test,SNHT）、惩罚最大t检验（the penalized maximal t test,PMTT）和惩罚最大F检验（the penalized maximal Ftest,PMFT）,对这两个气象站逐年平均风速序列进行了均一性检验,并对不同检验方法的效果进行了对比分析。研究结果表明：1）站址迁移、观测场环境变化、仪器变更以及测风手段变化等均能对年平均风速序列的均一性产生影响,其中测风手段变化的影响最为明显。2）由于以气象台站观测记录为依据,直接检验得到的结果最为真实可信;此外SNHT、PMTT和PMFF方法对年平均风速序列的间断点均有一定的检验能力,但遗漏间断点的情况也比较明显。因而在年平均风速序列的均一性检验中,若气象台站观测记录相对较齐全,首先考虑采用直接检验,然后再考虑补充采用其他间接检验手段。     

洪泽湖区风能资源的数值模拟与应用

利用WRF模式对洪泽湖地区风能资源状况进行数值模拟, 模拟结果风速季节变化的规律是春季最大, 夏季最小;沿湖风速大于陆地, 湖岸带附近风速梯度变化十分明显。风速垂直变化的规律是洪泽湖地区风速随着高度增加而有所增大, 当增加到一定高度时, 风速增幅减弱。并将模拟结果与实测数据进行对比分析, 证明模拟结果是可信的。模拟值在一定程度上可以表现出洪泽湖风能资源的特性, 模拟风速的日变化趋势与实测风速日变化趋势一致, 较好地体现了该时段内风速变化规律, 为洪泽湖地区风能资源开发利用提供科学依据。