風能資源評估的參數(shù)計算和統(tǒng)計分析方法研究.pdf

1、能源危機已經是一個人類共同面臨的世界性難題,20世紀的世界范圍內的兩次石油危機,使人們意識到尋求和發(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。風能是一種清潔的、可再生能源,風力發(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。近年來風電場建設急劇增加,而風能資源評估是風電場建設的重要基礎和成敗的關鍵因素之一。風能資源的評估直接影響到風電場的建設及風力機的選擇、布置、發(fā)電量的

2、計算、經濟性分析等設計指標。因此,風能資源評估的準確性,即對風能評估方法的研究顯得尤為重要。
　　 本文以烏拉特后旗風場作為研究區(qū)域,區(qū)域內已有的海力素氣象站和測風塔(高度:70m)兩個測站作為代表點,1977-2007年的觀測資料為基礎。采用統(tǒng)計分析的方法,分別計算了氣象站代表年、測風塔測風年和測風塔代表年的平均風速、風頻及風能方向頻率、風速頻率及風能頻率、平均空氣密度、平均風功率密度、風能有效小時數(shù)、Weibull分布參數(shù)、

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

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

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

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

7、向偏差了兩個方位,比測風塔70m高度沿順時針方向偏差了三個方位；風速頻率:測風塔比氣象站向高風速段區(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塔處的空氣密度,變化范圍在0.18％～3.57％之間。
　　 6、年平均風功率密度:10m高度處,測風年和代表年分別是氣象站的143.29％和189.87％。測風塔10m～70m代表年與測風年相比,增大幅度在7.16％～13.09％之間。
　　 風能

8、有效小時數(shù):10m高度處,測風年和代表年分別是氣象站的108.04％和109.69％:70m處代表年比測風年大1.81％。
　　 Weibull參數(shù)值:測風塔比氣象站計算的結果大,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、烏拉特后旗風場70m處的50年一遇最大風速為30.3 m·s-1。
　　 8、烏拉特后旗風場的風能總儲量,10m高度處,測風年和代