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.     

高山峡谷地区风能资源利用探讨

使用茂县凤仪镇测风塔2009年6月~2010年5月实时观测资料,对风电场的风能资源各参数进行了详细地计算和分析。茂县一年四季风速较大、风向稳定、定时起风,12~20时达到建设风电场风速,风能资源比较丰富,具有与水电互补性好,占用耕地少,移民少,环境污染小和国家政策扶持等有利条件。茂县的风具有低层偏东逐步转变为高层偏西风,风速由下到上逐步减小的特点,架设风力发电的涡轮高度相对较低,不利于大型风电场建设,但适宜建设中小型风电场,具有一定的开发利用价值。      

南宁市横县地区风能资源评估

基于广西南宁市横县地区测风塔2012年5月~2013年4月的观测资料,计算了风速、风功率密度等参数,利用风能资源评估方法分析了当地各项风能资源参数的变化规律及其特征,评估了该地区的风能资源状况。结果表明:观测年度10~80m年平均风速和年平均风功率密度在4.7~7.2m·s-1、190.7~396.0W·m-2之间,且随着高度的增加而增大;3~25m·s-1风速小时数在5207~8052h之间;最多风向为偏东北风,风能密度主要集中在NNE方向上,累计频率达76.1%;50m高度上的年平均风功率密度为332.3W·m-2,风能资源等级为3级(300W·m-2),表明该地区的风能资源比较丰富。     

近10年阳江市地面风场特征及风能资源初探

利用2004年12月31日21:00—2014年12月31日20:00阳江地区2个观测站逐小时观测资料,分析阳江地区地面风场特征。结果表明,阳江站年平均风速为4.0 m/s,有效风速出现的频率为68.1%;阳春站年平均风速为2.0 m/s,有效风速出现的频率为20.2%;阳江夏季盛行的风是S风和SSW风,其他3个季节盛行的风是NE风和NNE风。通过对阳江地区风能初步评估发现阳江南部是风能丰富地区,北部是风能贫乏地区,可以利用阳江山地地形来建立风电站。     

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。     

青海高原北部风能资源的高分辨率数值模拟初探

利用风能资源数值模拟评估系统(WERAS),对青海高原北部复杂地形条件下的风能资源状况进行了高分辨率的数值模拟试验,通过模拟结果与同时段测风塔观测数据的对比分析发现:MM5/CALMETM的1km分辨率模拟可以较准确的得到高原北部年平均风速的量值(平均相对误差<20%),能大致模拟出高原风速分布趋势以及年主导风向,但是风功率密度结果与实际吻合度较低(平均相对误差>35%)。模拟结果表明,环青海湖地区、三江源北部及祁连山周边地区70m高度年平均风速均大于8.0m.s-1,年平均风功率密度均在400W/m2以上,风能资源丰富,可以考虑在上述地区开展加密观测,为青海高原大范围开展风能资源评估和风电场选址提供参考依据。     

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。     

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。     

九宫山风能资源的调查与分析

使用通山县气象局1957～1997年常规气象资料和1976、1984年两次在九宫山上设点所获得的零散实测考察资料,对九宫山风能资源进行了初步分析。结果表明:九宫山区年平均风速7.4m/s,年有效风速(3～25m/s)时数7264h,年平均风能密度439W/m2;年最佳有效风速(6～25m/s)时数5538h,年平均风能密度561W/m2;预计该地区一年可共发电1.066×109kW·h。     

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。     

1981—2020年安徽省不同重现期最大风速和极大风速时空变化特征

分别从质量控制级别、有效数据完整率、是否均一等方面考虑,选取安徽省51个气象站1981—2020年逐日10 min最大风速和2006—2020年逐日极大风速资料,基于最大风速资料应用阵风系数法构建1981—2005年极大风速,得到1981—2020年极大风速的长时间序列数据;对风速资料进行拟合适度检验,估算了安徽省不同重现期最大风速和极大风速的时间变化以及空间分布,并对极大风速序列延长前后重现期估算情况进行了对比。结果表明：(1)利用阵风系数法构建的极大风速数据可信,可为因缺少长时间序列的极大风速观测而无法进行50年或者更长重现期估算提供参考;(2) 1981—2020年安徽省历年最大风速强度为12.38 m/s,极大风速强度为20.55 m/s,均为皖南低矮山区的风速值较低,沿江西部及江淮之间中部处于相对大值区;(3) 30年重现期最大风速为12.09～27.23 m/s,50年为12.64～29.01 m/s,均是石台站最小,桐城站最大;30年重现期的极大风速为23.51～39.56 m/s,50年为24.58～41.93 m/s,均为池州站最小,桐城站最大;(4)短期的观测资料会...     

系留气艇探测风速的误差订正及其应用评估

使用系留气艇探空系统在常州、苏州、南京市区对边界层风速、温度、湿度廓线进行了观测,原始数据表明探测结果存在明显的系统误差。本文主要讨论风速订正问题,分析发现风速误差与高度和风速有关,据此提出了依据高度和依据风速的两种订正方案。对比结果表明:两种方案都能有效修正系留气艇测量风速的系统误差,高度订正方案表现更好。本文还用订正后的系留气艇探测结果与苏州市气象局的风廓线雷达资料进行对比,结果显示风廓线雷达探测结果在500 m以下系统偏小。     

Wind regime in the lower atmosphere over Moscow from the long-term acoustic sounding data

Presented are the results of the sounding of the lower atmospheric 500-meter layer for the period of 2004–2012 carried out at the Meteorological Observatory of the Moscow State University (MSU) with the MODOS Doppler acoustic radar (sodar) produced by METEK (Germany). Discussed is the methodological basis of the sodar wind data analysis. It is demonstrated that in the air layer up to 200 m the maximum values in the annual course of the wind speed are observed more often in autumn and winter, and the minimum values, in summer; this is associated with the fact that during the cold period of the year Moscow is often located in the zones of intense gradient currents. The diurnal course of the wind speed is characterized by the daytime maximum and night-time minimum in the layer up to 40–60 m from the surface; it is poorly pronounced and characterized by the minimum in the morning in the layer of 80–120 m; and the daytime minimum and night-time maximum are observed above 140–160 m. The layer from 80 to 120 m approximately corresponds to the height of the wind rotation. The amplitude of diurnal variations of the wind speed increases from 0.3 m/s at the height of 7 m and 0.6 m/s at the height of 15 m, to 4.5 m/s at the height of 400 m; however, its secondary minimum (0.5 m/s) associated with the rotation height is registered at the altitude of 80 m. The statistical relationship between the wind speed and surface air temperature is direct during the cold season, inverse during the warm season, and is absent in April and October. The average maximum wind speed over Moscow for ten minutes in the layer up to 500 m from the surface reaches 30–35 m/s in some cases if two conditions concur: the capital is located on the periphery of vast pressure formations (usually of deep cyclones) and the local low-level jet stream is present in the wind profile.     

风电场风电功率短期预报方法比较

通过开展湖北省九宫山风电场短期风电功率预报方法的研究,以不断提高预报准确率,为风电场提供更有价值的预报服务,该文利用MM5耦合CALMET模式模拟风电场风速资料,采用物理法和动力统计法探讨风电场各种情况下预报应用效果。结果表明:模拟风速释用订正能有效降低风速预报误差,但难以修正预报趋势;动力统计法更适用于九宫山风电场的复杂山区地形,可能由于该方法能自发适应风电场地理位置;采用实测数据建立的风电功率预报模型优于理论风电功率模型,这也与风机实际运行环境会影响风机输出功率有关。     

一种偏差订正方法在平昌冬奥会气象预报的应用

为了提高GRAPES_3 km（Global/Regional Assimilation and Prediction System）模式在2018年平昌冬奥会气象服务中的预报能力,采用一阶自适应的卡尔曼滤波方法对GRAPES_3 km模式的2 m气温、2 m相对湿度和10 m风开展偏差订正。结果表明:偏差订正方法明显提高了地面要素的预报效果,其中2 m气温的均方根误差整体减小到2℃左右,站点订正改善率为10%~60%;10 m风速的均方根误差减小到2 m·s-1左右,站点订正改善率为10%~45%;2 m相对湿度减小到20%以下,站点订正改善率为0~20%。与韩国气象厅LDAPS（Local Data Assimilation and Prediction System）及美国宇航局NU-WRF（NASA-Unified WRF）模式相比,GRAPES_3 km模式的风速预报表现更为优异,各站点整体预报效果明显优于LDAPS和NU-WRF模式。偏差订正方法可有效改善模式在复杂地形条件下的预报能力,是提高精细化预报准确率的重要手段。     

我国不同下垫面的近地层风切变指数研究

利用国家气候中心2009-2011年在内蒙古锡林浩特市、河北黄骅市、江西湖口县和星子县开展的100 m铁塔大气湍流观测试验数据,分析不同下垫面、不同稳定度条件下地面到100 m的风切变指数变化情况,得到了一些有意义的结论:(1)内陆简单地形整体风切变指数α0.3的情况出现在稳定和非常稳定层结状态下,分层风切变指数α0.4的频率为2.95%;(2)沿海平坦地形大气层结越稳定,整体风切变指数α的高值出现频率越高,分层风切变指数α0.4的频率略高,为4.2%;(3)对于内陆湖复杂地形,星子地形更为复杂,大于0.3的整体风切变指数出现频率高,分层风切变指数α0.4的频率高达10%,而湖口大于0.3的整体风切变指数值出现频率略低,分层风切变指数α0.4的频率为3.37%。(4)按照风力发电机组设计要求中假设风切变指数α为0.2,一般会过高的估计轮毂高度的风速。     

青岛奥帆赛高分辨率数值模式系统研制与应用

该文初步建立了青岛奥帆赛高分辨率数值模式系统（包括预报模式和释用模式）。预报模式基于Weather Research & Forecast（WRF）模式V3.0,模式设计为网格数60×50×38,水平分辨率500 m。在IBM小型机上用8个线程作15 h预报所需机时约为1 h 20 min,可满足实时业务预报需要。利用高分辨率边界层模式和城市小区尺度模式对该预报结果进行了动力释用（水平分辨率分别为100 m和10 m）。该模式系统于2008年夏季进行了实时运行试验,模式产品在北京奥运气象服务中心青岛分中心使用。结果表明:该模式系统有较强的稳定性和实用性,对城市热岛、海陆风、地形及建筑物影响等局地环流特征有较好的模拟效果。数值试验分析表明:城市化引起城市热岛效应,增大了海陆温差,使海风加强;城市建筑物拖曳作用使风速减小,从而使海风推进速度减缓;精细下垫面资料的引入对海风等局地环流高分辨率数值模拟至关重要。     

基于阵风系数模型的百米级阵风客观预报算法研究

京津冀地区经济和文化的快速发展对冬季地面瞬时强风预报要求越来越高。正确估计和预测冬季地面瞬时强风,尤其是复杂地形条件下的阵风高分辨率格点精准预报,对于提升重大活动服务保障、首都及周边地区城市安全运行及防灾减灾能力等方面都具有重要意义。本研究基于京津冀长时间序列的实况观测资料,建立了阵风系数与稳定风速、风向、地形高度各要素之间的关系模型,并结合客观统计分析方法、阵风观测数据融合技术、格点偏差订正技术,发展了一种既保留模式物理参数特征和阵风局地气候特征,又发挥格点偏差订正技术的阵风客观预报方法。冬季奥林匹克赛事期间批量检验和个例分析结果表明,基于阵风系数格点模型和模式后处理订正技术得到的百米级分辨率、分钟级更新的阵风客观预报产品,24 h预报时效内张家口赛区和延庆赛区考核站平均绝对误差分别在2.3 m/s和3.0 m/s以下,延庆赛区8级以上大风,阵风风速预报评分超过0.5,解决了复杂山区数值模式阵风预报误差大、几乎无法业务应用的瓶颈问题,满足冬季奥林匹克运动会现场服务要求。     

凉山州风资源分布特征分析

利用凉山州17站近40年10m风塔及部分区域站风的观测资料,对风速的年际变化、月变化、日变化及代表站点的风速频率、有效风时数、平均风能密度进行了计算和统计,并结合地形地貌进行了分析。结果表明:凉山州风资源地形效应显著、季节性强、风向稳定。以德昌为代表的安宁河沿线风资源较为丰富,是风资源可利用区;盐源、普格、喜德县境内一些风速较大的平坝、山口、河谷为风资源季节性可利用区;雷波、金阳、木里等县的大部分地区风资源贫乏。