風(fēng)能資源評(píng)估的參數(shù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析方法研究.pdf

1、能源危機(jī)已經(jīng)是一個(gè)人類共同面臨的世界性難題,20世紀(jì)的世界范圍內(nèi)的兩次石油危機(jī),使人們意識(shí)到尋求和發(fā)展可以替代化石燃料的其他能源的重要性和緊迫性；而且大規(guī)模開發(fā)利用化石能源也帶來氣候變化、環(huán)境污染等諸多問題。風(fēng)能是一種清潔的、可再生能源,風(fēng)力發(fā)電是具有大規(guī)模發(fā)展?jié)摿Φ某墒斓目稍偕茉醇夹g(shù)。近年來風(fēng)電場建設(shè)急劇增加,而風(fēng)能資源評(píng)估是風(fēng)電場建設(shè)的重要基礎(chǔ)和成敗的關(guān)鍵因素之一。風(fēng)能資源的評(píng)估直接影響到風(fēng)電場的建設(shè)及風(fēng)力機(jī)的選擇、布置、發(fā)電量的

2、計(jì)算、經(jīng)濟(jì)性分析等設(shè)計(jì)指標(biāo)。因此,風(fēng)能資源評(píng)估的準(zhǔn)確性,即對(duì)風(fēng)能評(píng)估方法的研究顯得尤為重要。
　　 本文以烏拉特后旗風(fēng)場作為研究區(qū)域,區(qū)域內(nèi)已有的海力素氣象站和測風(fēng)塔(高度:70m)兩個(gè)測站作為代表點(diǎn),1977-2007年的觀測資料為基礎(chǔ)。采用統(tǒng)計(jì)分析的方法,分別計(jì)算了氣象站代表年、測風(fēng)塔測風(fēng)年和測風(fēng)塔代表年的平均風(fēng)速、風(fēng)頻及風(fēng)能方向頻率、風(fēng)速頻率及風(fēng)能頻率、平均空氣密度、平均風(fēng)功率密度、風(fēng)能有效小時(shí)數(shù)、Weibull分布參數(shù)、

3、50年一遇最大風(fēng)速等一系列風(fēng)況參數(shù)；采用三種方法分別估算了研究區(qū)域的風(fēng)能總儲(chǔ)量,并就三種方法評(píng)估的結(jié)果進(jìn)行了差異性分析。結(jié)果表明:
　　 1、海力素氣象站觀測資料計(jì)算的烏拉特后旗風(fēng)場10m高度處的年平均風(fēng)速為5.5m·s-1,年主導(dǎo)風(fēng)向和年主要風(fēng)能頻率均為SSE風(fēng),年平均空氣密度為1.0610kg·m-3,年平均風(fēng)功率密度為156.1 W·m-2,Weibull分布的k值為2.2111,c值為6.1716,年風(fēng)能有效小時(shí)數(shù)為75

4、6211,50年一遇最大風(fēng)速為26.0 m·s-1,風(fēng)能總儲(chǔ)量為5629MW。
　　 2、測風(fēng)塔測風(fēng)年資料計(jì)算的烏拉特后旗風(fēng)場10m高度年平均風(fēng)速為6.2 m·s-1,年主導(dǎo)風(fēng)向和主要風(fēng)能頻率均為SSW風(fēng),年平均空氣密度為1.0460kg·m-3,年平均風(fēng)功率密度為223.68 W·m-2,Weibull分布k值為2.2862,c值為7.0730,年風(fēng)能有效小時(shí)數(shù)為8170h,風(fēng)能總儲(chǔ)量為8066MW。
　　 70m高度

5、處年平均風(fēng)速為8.0 m·s-1,年平均風(fēng)功率密度為488.04 W·m-2,Weibull分布的k值為2.1288,c值為9.0684,年風(fēng)能有效小時(shí)數(shù)為8193h,50年一遇最大風(fēng)速為30.3 m·s-1,風(fēng)能總儲(chǔ)量為17599MW。
　　 3、測風(fēng)塔代表年資料計(jì)算的烏拉特后旗風(fēng)場10m高度處年平均風(fēng)速為6.5 m·s-1,年平均風(fēng)功率密度為245.97 W·m-2,Weibull分布k值為2.3729,c值為7.3801,

6、年風(fēng)能有效小時(shí)數(shù)為8295h,風(fēng)能總儲(chǔ)量為8870MW。
　　 70m高度處年平均風(fēng)速為8.3 m·s-1,年平均風(fēng)功率密度為538.42 W·m-2,Weibull分布k值為2.2165,c值為9.4717,年風(fēng)能有效小時(shí)數(shù)為8341h,風(fēng)能總儲(chǔ)量為19415MW。
　　 4、年平均風(fēng)速:10m高度處,測風(fēng)塔測風(fēng)年和代表年分別比氣象站大O.7m·s-1和1.0m·s-1；年主導(dǎo)風(fēng)向:測風(fēng)塔10m高度處比氣象站沿順時(shí)針方

7、向偏差了兩個(gè)方位,比測風(fēng)塔70m高度沿順時(shí)針方向偏差了三個(gè)方位；風(fēng)速頻率:測風(fēng)塔比氣象站向高風(fēng)速段區(qū)間有明顯的增加。
　　 5、一年中各月氣象站處的空氣密度均大于測風(fēng)塔處的空氣密度,變化范圍在0.18％～3.57％之間。
　　 6、年平均風(fēng)功率密度:10m高度處,測風(fēng)年和代表年分別是氣象站的143.29％和189.87％。測風(fēng)塔10m～70m代表年與測風(fēng)年相比,增大幅度在7.16％～13.09％之間。
　　 風(fēng)能

8、有效小時(shí)數(shù):10m高度處,測風(fēng)年和代表年分別是氣象站的108.04％和109.69％:70m處代表年比測風(fēng)年大1.81％。
　　 Weibull參數(shù)值:測風(fēng)塔比氣象站計(jì)算的結(jié)果大,其中形狀參數(shù)k增大范圍為3.35％～7.32％,尺度參數(shù)c增大范圍為4.34％～19.58％。
　　 7、烏拉特后旗風(fēng)場70m處的50年一遇最大風(fēng)速為30.3 m·s-1。
　　 8、烏拉特后旗風(fēng)場的風(fēng)能總儲(chǔ)量,10m高度處,測風(fēng)年和代