WeibuLL-Ⅱ分布在新疆风能计算中的适用性探讨

一、引言当前,风能的开发和利用已引起各国的普遍重视,而如何正确估算风能资源是风能研究中烝待解决的问题.各国学者对风速的分布规律做了广泛地研究,认为不同等级风速出现的频率服从某一分布模式.目前,用来拟合风速分布频率的函数很多,有皮尔逊Ⅲ型分布,伽玛分布,对数正态分布,韦伯Ⅱ型,韦伯Ⅲ型分布等等,对其各有评价.据很多分析认为韦伯-Ⅱ型分布,其形式简单     

适合于韦伯分布拟合的风速特征

一、引言近年来,在诸如大气污染模式、建筑物风荷载的估计以及风能分析等等这样一些实际应用中,对于使用特殊分布进行风速资料的拟合已有许多研究,而目前考虑最多的是韦伯(Weibull)分布. 大量研究结果表明,韦伯分布由于它的伸缩性和使用方便(只需估计2～3个参数),常用来作为拟合实际风速分布的理论模型,而且通常能够给出近似的却能令人满意的结果.如果实测风速满足一定条件,则韦伯分布就是一个拟合风速频率的数学函数.     

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。     

东营市风能资源探讨

对营营市１９９４～１９９８年风资料进行统计分析,并根据韦伯分布计算了１９９８年的平均风能密度,平均有效风能密度和有效风速地数３个风能指标,表明：东营市属风能丰富区,该地风能可以利用和开发。     

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。     

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。     

用短期大风资料推算极值风速的一种方法

根据复合极值分布理论，试用二项—对数正态复合极值分布，利用海上短期实测大风资料求算海面多年一遇极值风速，并以此作为基础值，以沿岸站长年代大风经验公式计算风速为订正值，基础值与订正值的叠加作为海面多年一遇工程设计风速。该方法计算结果与皮尔逊Ⅲ型、泊松—龚贝尔复合极值分布计算结果相近，较单纯由二项—对数正态分布计算稳定度增大。     

用W—Ⅱ模型和W—Ⅲ模型估算风频和风能密度的比较

本文通过对南京资料的统计分析,比较了用W—Ⅱ模型和W—Ⅲ模型拟合风速概率分布及估算风能密度的差异。研究表明:在南京地区近地层100米以下,用W—Ⅱ模型估算风频和风能密度是简便而可靠的方法。     

海南省及其近海风能资源的高分辨率数值模拟

利用加拿大环境部气象局开发的WEST(Wind Energy Simulation Toolkit)对海南省及其近海的风能资源分布进行数值模拟,得到高分辨率(1 km)的风能资源分布状况,并通过将数值模拟结果与海南省沿海8个测风塔和18个现有台站测风资料的对比,表明模拟结果能较好地反映海南省及其近海的风能资源分布状况,70 m高度上的年平均风速相对误差≤9%.另外,分别提取离8部测风塔最近的WEST网格点上的模拟值,利用丹麦的WAsP(Wind Atlas Analysis and Application Program)估算8部测风塔所在位置的年平均风速,再分别与测风塔的实测结果进行比较,得到70 m高度上的相对误差同样≤9%.因此,采用WEST模拟的海南省及其近海的高分辨率风能资源分布,可为海南省风能资源的精细化评估和风电场的微观选址提供科学依据.     

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”。     

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。     

最大风速的估算方法与应用

本文利用ECMWF的1979-2012年空间分辨率为0.75°×0.75°的REA每日4个时次的多层10 min平均风速格点资料,提取了研究区域(18°-26.25°N,108.75°-118.5°E)内的年最大风速序列,并对其年际变化特征和空间分布特征进行了分析。在分析空间分布特征的基础上,分类选择代表格点,建立最大风速序列,分别利用第Ⅰ型极值分布和皮尔逊Ⅲ型分布方法估算了各个代表格点不同高度层在不同重现水平下的最大风速极值,并比较两种方法估算结果的异同。在东南沿海年最大风速从近海到沿海岸线地带,再到内陆山地丘陵依次递减。在最大风速估算中发现两种估算方法所得结果相近,都可用于最大风速估算。估算结果与实际最大风速序列极大值相比较偏小,在实际应用中可按适线原则通过调整参数获得更准确的估算结果。通过分析估算方法和估算结果,为确定工程设计最大风速提供了新的思路和方法,有利于提高气象部门的专业气象服务质量水平。     

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。     

二参数Weibull分布函数对近地层风速的拟合及应用

该文用二参数Weibull分布函数对武汉地区3年近地层5～146 m塔层6个层次的风速进行拟合,主要分析了分布函数中形状参数和尺度参数的获取方法。通过与实际值的对比,表明经验法优于最小二乘法。运用此方法,对近地层风能进行估算,其结果与常规方法的最大相对误差为2.7%,最小仅为0.1%。并在最后讨论了风能和垂直分布规律。     

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。     

中国沿海风能分布特征及其影响因子的数值模拟

利用欧洲中期天气预报中心0.75°×0.75°再分析资料,对中国海岸线两侧相邻区域内的风能、风速进行研究,讨论不同季节、不同区域风能、风速的分布特征;利用WRF(Weather Research Forecast)模式模拟海表面温度上升和城市化发展对中国东部沿海风能的影响。结果表明:1)中国沿海风能的时空分布不均一,季节变化明显。春季渤海湾区域风能明显大于其他三区(华东沿海、东南沿海和南海北部沿海区域)。夏季渤海湾区域风能显著小于其他三区,而华东沿海区域风能稍大。秋季东南沿海和南海北部沿海区域风能较大。冬季沿海四区风能大小接近。一般而言,秋冬季风能较大、春夏季风能较小,夏季风能显著小于冬季。2)不同区域、不同季节风速的年际变化存在明显差异。除冬季东南沿海区域风速有增大趋势外,其他区域各季节风速都呈缓慢减小趋势,但减小幅度很小。3)海表温度升高在不同季节对风速的影响不同。春季渤海湾和山东半岛、北部湾沿海及杭州湾风速随海温升高而增强。夏季海温升高幅度不同,则风速显著变化区域不同,但大部分沿海区域风速随海温升高而增强。秋冬季风速随海表温度升高而增强,影响区域较稳定:秋季东南沿海和华东沿海区域风速增强,冬季渤海湾和南海北部沿海区域风速增强。4)城市化发展增大了地表摩擦力,使得夏秋季登陆我国的热带气旋迅速减弱,沿海风速随之减小。     

河西走廊风速变化及风能资源研究

利用河西走廊地区25年风速气候资料和风塔周年资料,研究了该区域近地面风速及风能的演变和分布。结果表明:河西走廊绿洲内风速下降十分明显,而其它高山站风速比较稳定,没有明显的减少趋势;风速变化具有周期振荡特点;垂直风速差由近地面向上减小,高层风速极大(小)值滞后于低层;风速随高度按自然对数规律增大,风能距地面8 m层内随高度变化迅速;该地区4~12 m/s风居多,是风能的主要贡献者;2~4月风速最大,1,5月最小;该地区风能丰富,10~70 m层内年风能储量在2200 khW/m2以上。     

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。     

论近地面温度的短期预报方法

天气学实践中,为了求算温度转换变化所需的近地面温度振幅AN资料作为基本参数是近地面温度短期预报方法的普遍特征之一。以前许多学者的温度预报方法的理论研