山东省风能资源分析评估

【摘要】： 风能作为一种洁净无污染的可再生能源，是目前最具大规模开发利用前景的能源之一；风力发电符合国家产业政策和行业战略规划，符合21世纪能源战略规划，能促进我国产业结构的调整；所以，它具有其它能源不可取代的优势和竞争力，大力发展风力发电事业具有广阔的前景。从技术上讲，判断一个地区能否建风力发电场就取决于该地区的风能蕴量水平，所以客观正确地对一个地区的风能资源进行评估是至关重要的。中国的风能资源十分丰富，它主要集中在东南沿海、广东沿海及其岛屿，东北、华北等地区。由于山东省位于中纬度地区，海岸线长，平原面积较大，大风天气系统频繁发生，风资源很丰富。 本文主要工作有： (1)首先对风能资源开发利用的意义、发展前景前行了阐述。探讨了古今中外对风能资源的利用，对目前一些国家就风能资源的开发利用情况和对风能资源的长远规划作了综述，说明了风能资源的开发利用是社会发展的战略性选择。 (2)对山东省的气候特点进行综合评述，通过对山东省123个观测站1971～2000年30年的风向、风速整编的资料进行统计分析。按照《风能资源评价技术规定》(国家发展和改革委员会)中有关“代表年的确定方法”选取代表年：即选择年平均风速等于或接近30年年平均风速(?)_(30)的年份，定义为平均风速年；选择年平均风速等于或接近30年年平均风速最大值(?)_(max)的年份，定义为最大值年；选择年平均风速等于或接近30年年平均风速最小值(?)_(min)的年份，定义为最小值年，若存在多个年平均风速等于或接近(?)_(30)(或(?)_(max)、(?)_(min))的年份，则选择最靠近2000年的年份。计算出山东省年盛行风向、风向的季节变化规律、风向日变化规律、年平均风速变化规律、风速的季节变化规律、风速年变化规律、风速的日变化规律、各等级风速出现频率、各风向平均风速变化规律以及最大风速及其风向等规律，根据这些规律总结出山东省风能资源的分布状况。 (3)以国家发改委2004年4月下发的《风能资源评价技术规定》为技术规范，按照有关技术规定，利用气象台站及经气象部门审核的有关气象观测资料，采用风能参数计算软件系统进行统计发分析，求出《风能资源评价技术规定》中规定的有关风能资源评价参数(有效风速及有效风速小时数T(小时)、年平均风功率密度、风能资源总储量等)进行计算研究，并对表示风能资源潜力最具有代表性的参数因子——年平均风功率密度进行了详细的分析，总结出平均风功率密度在山东省境内空间和时间上的分布特征。本研究编制了能反映山东省风能资源分布状况和开发潜力的各类图表，并按各地的年平均风功率密度对山东省进行了风能资源区划，估算了山东省10米高度处风能资源可开发量和理论总蕴藏量，为山东省的风能资源开发利用提供了基本的条件，同时为以后电力部门作好风电的规划、勘察、设计工作，以及制定电力长远发展规划和优化电源结构提供可靠的科学依据。 (4)本文通过对山东省风资源的区划与分析研究，分析出山东省风资源比较丰富的地区，并对造成风能资源分布不均的影响因素进行了分析总结(如天气系统、地理位置等因素)。并建议电力部门可以参考本研究结果考虑在风资源比较丰富的地区建立风电场，进行风力开发；可以根据风能的分布，用户在合适的地点安装风电机。讨论了本文研究成果存在不足及其原因——主要是风资料的分辨率和观测环境变化等问题对研究结果造成偏差。最后，对参照本研究结果进行风能开发的用户提出一些建议，使风能资源能最大限度地开发利用为宗旨。 【关键词】：风能 风向 有效风速 风能参数 风能资源
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK81
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 前言10-13
• 说明13-22
• 气象台站情况说明13
• 气象资料说明13-16
• 风能资源评价所用气象资料处理和计算方法说明16-21
• 软件的特点21-22
• 1 山东省地理地貌和基本气候特点22-26
• 1.1 自然地理地貌22-23
• 1.2 天气气候特征23-26
• 1.2.1 气候概况23-24
• 1.2.2 四季天气气候特征24-26
• 2 山东省风资源概况26-33
• 2.1 风向分布及其变化规律27-29
• 2.1.1 年盛行风向27-28
• 2.1.2 风向的季节变化规律28
• 2.1.3 风向的日变化规律28-29
• 2.2 风速的变化规律29-33
• 2.2.1 年平均风速变化规律29-30
• 2.2.2 风速的季节变化规律30-31
• 2.2.3 风速年变化规律31-32
• 2.2.4 风速的日变化规律32
• 2.2.5 各等级风速频率32
• 2.2.6 各风向平均风速变化规律32-33
• 2.2.7 最大风速及其风向33
• 3 山东省风能资源评价33-39
• 3.1 主要风能参数33-36
• 3.1.1 有效风速及有效风速小时数 T(小时)33-34
• 3.1.2 风功率密度34-36
• 3.2 山东风能资源特点36-39
• 3.2.1 风能资源总储量36-37
• 3.2.2 地区差异大37
• 3.2.3 风能随着高度增加37
• 3.2.4 时效的不稳定37-38
• 3.2.5 风能的年变程38
• 3.2.6 风能的年际变化38-39
• 3.2.7 风的阵性39
• 4 山东省风能区划39-41
• 4.1 风能资源丰富区40
• 4.2 风能资源较丰富区40
• 4.3 风能资源可利用区40
• 4.4 风能资源贫乏区40-41
• 总结与讨论41-44
• 参考文献44-47
• 致谢47-48
• 附录48-74

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