針對傳統(tǒng)評估手段在大范圍風(fēng)能資源評估中的不足,基于數(shù)值天氣模式,從2000至2016年再分析資料中獲得了雅礱江流域近17年的高分辨率風(fēng)速模擬資料,并對雅礱江全流域風(fēng)能資源進(jìn)行了初步評估。評估內(nèi)容主要包括平均風(fēng)速空間分布、風(fēng)功率密度空間分布、風(fēng)速年內(nèi)分布以及年風(fēng)能可利用小時空間分布等。初步掌握了雅礱江流域風(fēng)能資源的時空特征,分析結(jié)果表明:流域內(nèi)存在一定比例的風(fēng)能資源富集區(qū),如寧蒗河與敢魚河之間、甘孜所在經(jīng)度線兩側(cè)、安寧河谷等成片區(qū)域。該研究為進(jìn)一步的風(fēng)能資源詳查與實地觀測提供了依據(jù)。 

【文章來源】：清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018,58(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖３７０＃測風(fēng)塔小時平均風(fēng)速頻率分布與模擬數(shù)據(jù)對比

楊明祥，等：基于數(shù)值模擬的雅礱江流域風(fēng)能資源初步評估１０３圖２７２＃測風(fēng)塔小時平均風(fēng)速與模擬數(shù)據(jù)對比年１月２４日１７：００至２００８年１２月３１日２３：００的小時平均風(fēng)速，７２＃測風(fēng)塔觀測數(shù)據(jù)為２０１２年１月１日００：００至２０１２年１２月３１日２３：００的小時平均風(fēng)速。由圖１和２可知，ＷＲＦ模式輸出數(shù)據(jù)能夠較好地模擬測風(fēng)塔７０ｍ高度處風(fēng)速大小變化情況。根據(jù)統(tǒng)計分析，７０＃測風(fēng)塔７０ｍ高度處實測年平均風(fēng)速為６．２５ｍ／ｓ，模擬值為５．８１ｍ／ｓ，而７２＃測風(fēng)塔７０ｍ高度處實測年平均風(fēng)速為５．９２ｍ／ｓ，模擬值為５．６４ｍ／ｓ，可見ＷＲＦ模式對平均風(fēng)速的模擬效果較為理想。同時，由實測和模擬數(shù)據(jù)對比可知，德昌地區(qū)的實況風(fēng)速比模擬風(fēng)速的變化更為劇烈，這主要是由大氣自身不穩(wěn)定特性造成的，是導(dǎo)致風(fēng)電輸出不穩(wěn)定的直接因素。為評價ＷＲＦ模式對不同量級風(fēng)速的模擬效果，以１ｍ／ｓ為步長繪制了測風(fēng)塔小時平均風(fēng)速頻率分布與模擬數(shù)據(jù)對比圖（橫軸０代表０～０．９９ｍ／ｓ，其他刻度類推），如圖３與４所示。由圖３可知，ＷＲＦ模式對７０＃測風(fēng)塔７０ｍ高度處風(fēng)速頻率的分布整體模擬效果較好，但對７ｍ／ｓ以上風(fēng)速有低估趨勢，對７ｍ／ｓ以下風(fēng)速有高估趨勢。圖４與圖３呈現(xiàn)了相同規(guī)律，即ＷＲＦ模式對高風(fēng)速有低估趨勢，而對低風(fēng)速則有高估趨勢。但是，７２＃測風(fēng)塔所處的地形變化較７０＃測風(fēng)塔要大，使其風(fēng)速變化較７０＃更加復(fù)雜，其７０ｍ高度處風(fēng)速頻率分布在圖３７０＃測風(fēng)塔小時平均風(fēng)速頻率分布與模擬數(shù)據(jù)對比圖４７２＃測風(fēng)塔小時平均風(fēng)速頻率分布與模擬數(shù)據(jù)對比

１７年的ＷＲＦ模式滾動模擬。利用ＮＣＬ（ＮＣＡＲｃｏｍｍａｎｄｌａｎｇｕａｇｅ）等專業(yè)編程語言實現(xiàn)了海量風(fēng)速數(shù)據(jù)（緯向風(fēng)、經(jīng)向風(fēng)）的自動提取與合成。在此基礎(chǔ)上，對雅礱江流域平均風(fēng)速空間分布、風(fēng)功率密度空間分布、風(fēng)速年內(nèi)分布、年風(fēng)能可利用小時空間分布以及主導(dǎo)風(fēng)向空間分布進(jìn)行分析，實現(xiàn)對雅礱江流域風(fēng)能資源的初步評估。３．１平均風(fēng)速空間分布分析將７０ｍ高度處２０００年１月１日—２０１６年１２月３１日的小時平均風(fēng)速模擬數(shù)據(jù)合成為平均風(fēng)速，得到雅礱江流域多年平均風(fēng)速空間分布圖，如圖５所示。根據(jù)模擬結(jié)果，雅礱江干支流沿線存在多處風(fēng)速較大的區(qū)域，如達(dá)曲河源頭段以西與雅礱江干流左岸形成的喇叭狀區(qū)域平均風(fēng)速在６ｍ／ｓ以上，個別地區(qū)平均風(fēng)速達(dá)到８．５ｍ／ｓ以上。甘孜縣所在經(jīng)線東西約４０ｋｍ范圍內(nèi)，平均風(fēng)速大多為７～９ｍ／ｓ。支流拉日馬溝河沿線存在條帶狀高風(fēng)速區(qū)。理塘河上中游沿岸風(fēng)速較大，且上游風(fēng)速大于中游風(fēng)速。德差河與吉珠溝上游平均風(fēng)速較大，中下游平均風(fēng)速較校慶達(dá)河構(gòu)成的三角形區(qū)域以及色物絨溝上游風(fēng)速較大。雅礱江下游地區(qū)也存在一定比例風(fēng)速較大的區(qū)域，如九龍河河谷地區(qū)以及九龍縣以西至雅礱江干流左岸的廣大地區(qū)，平均風(fēng)速在７ｍ／ｓ左右。寧蒗河與敢魚河之間的區(qū)域，平均風(fēng)速在８ｍ／ｓ左右。德昌縣至米易縣的安寧河谷風(fēng)速較大，平均風(fēng)速在６ｍ／ｓ以上，該地區(qū)海拔較低，基礎(chǔ)設(shè)施條件相對較優(yōu)，是四川省重點開發(fā)的風(fēng)電基地，目前風(fēng)電總裝機已經(jīng)達(dá)到２０．２萬ｋＷ。此外，西昌以西的安寧河谷、西昌東北部地區(qū)以及雅礱江最南端鹽邊縣至攀枝花的干流以西等地區(qū)風(fēng)速也較大。雅礱江流域存在較大面積的風(fēng)能資源貧乏區(qū)域。例如，通把河與俄柯河以

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)電場的風(fēng)力資源分析以及場址選擇[J]. 柳成,王天宇,曲永印,李澤卿.  太陽能學(xué)報. 2016(11)
[2]海上風(fēng)能資源觀測與評估研究進(jìn)展[J]. 李正泉,宋麗莉,馬浩,馮濤,王闊.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2016(08)
[3]雅礱江流域建設(shè)風(fēng)光水互補千萬千瓦級清潔能源示范基地的探討[J]. 吳世勇,周永,王瑞,張恩銘.  四川水力發(fā)電. 2016(03)
[4]近海及海上風(fēng)資源時空特性研究[J]. 封宇,何焱,朱啟昊,郭辰,馮笑丹,黃必清.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(05)
[5]雅礱江流域WRF模式構(gòu)建及應(yīng)用[J]. 楊明祥,蔣云鐘,王忠靜,王浩.  天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2016(04)
[6]數(shù)值天氣預(yù)報模式對雅礱江下游強降水預(yù)報能力檢驗研究（英文）[J]. Ming-xiang YANG,Yun-zhong JIANG,Xing LU,Hong-li ZHAO,Yun-tao YE,Yu TIAN.  Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(01)
[7]應(yīng)用WRF模型模擬分析風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)速[J]. 張華,孫科,田玲,晏剛.  天津大學(xué)學(xué)報. 2012(12)
[8]中尺度WRF模式在西北西部地區(qū)低層風(fēng)場模擬中的應(yīng)用和檢驗[J]. 王澄海,胡菊,靳雙龍,馮雙磊,劉純.  干旱氣象. 2011(02)
[9]NCEP FNL全球分析資料的解碼及其圖形顯示[J]. 鄧偉,陳海波,馬振升,田宏偉,張永濤,申占營.  氣象與環(huán)境科學(xué). 2009(03)
[10]“神舟六號”飛船著陸時段主著陸場區(qū)風(fēng)場的數(shù)值模擬[J]. 苑海燕,杜繼穩(wěn),侯建忠,慕建利.  氣象科學(xué). 2008(01)



本文編號：3561084