锡林浩特地区风能资源评估

论文总字数：24310字

目 录

摘要1

Abstract2

1绪论3

1.1研究背景及意义3

1.2国内外研究现状3

1.3主要研究内容4

2资料来源与方法5

2.1研究区域基本情况5

2.2资源来源5

2.3研究方法6

3风能资源评估10

3.1平均风速及风功率密度10

3.2风速频率及风能频率17

3.3风向频率及风能密度方向分布22

3.4风能有效小时数25

3.5风切变指数25

4结论26

参考文献27

致谢28

锡林浩特国家气候观象台风能资源评估

张琰煜

, China

Abstract: The goal of this study is to analyze Xinlinhot’s wind power potential with wind data observed by Xinlinhot National Climate Observatory, from 2009 to 2011. Discussed parameters include: average wind speed, wind power density, wind speed frequency, wind energy frequency, wind direction frequency, directional distribution of wind energy density, duration of effective wind and wind shear exponent. From 2009 to 2011, average wind speed of each height (50 m, 70 m and 100 m) of 3 years are 7.253 m/s, 7.545 m/s and 7.812 m/s, respectively; average wind power density of each height (50 m, 70 m, and 100 m) of 3 years are 383.135, 427.605 and 480.370, respectively; wind speed frequency mostly in 3~12 m/s; wind energy frequency mostly in 6~14 m/s; at 50 m and 70 m heights, dominant wind direction of 3 years is from NE to E and dominant directional distribution of wind energy density of 3 years is from E to SE, and at 100 m height, dominant wind direction of 3 years is N and dominant directional distribution of wind energy density of 3 years is N; duration of effective wind at each height is above 7800 h (except 2010); average wind shear exponent of 3 years in 100-50 m, 100-70 m and 70-50 m are 0.101, 0.096 and 0.099, respectively.

Key words: evaluation of wind power; average wind speed; wind power density; wind direction

1 绪论

1.1研究背景及意义

近年来，经济发展日益依赖于稳定的能源供给，能源在工业化的发展中扮演更加重要的角色。20世纪出现的两次世界范围内的石油危机使人们意识到寻求和发展可替代化石燃料的其他能源的紧迫性和重要性^[1,2]。我国是煤炭消费大国，煤炭消费在电力来源中占70%以上，燃煤造成的环境污染日益突出。因此，逐步改变对煤炭资源的单一依赖，加快调整和优化能源结构，发展清洁能源成为我国未来能源发展的必经之路。

风能是一种清洁、可再生的能源。在可开发和利用的新能源中，风能的利用技术较为成熟。风力发电作为其最主要、最有效的利用方式，具有分布广、易获取等特点。

研究表明，风能开发利用的成本低于太阳能开发利用的成本（例如：风力发电的成本为4~8美分/(kW·h)，相比之下，太阳能热力发电和太阳能光伏发电的成本分别为12~30美分/(kW·h)和50~100美分/(kW·h)）^[3]。目前，风力发电成本已降到20世纪80年代的六分之一，并且将继续下降^[4]。另外，风能发电基本不影响土地的使用。因此，风能资源是一种具有规模化、商业化且具有广阔发展前景的自然资源。

风能资源评估是风电场建设选址的主要依据，其主要工作是从一个相对大的区域初步筛选出合适的区域，在初选区域内制定测风计划测量至少连续一年的风资料数据，利用测风数据所得到的评估，确定潜在的风力发电机组安装场址，在此基础上评估风电场选择的风力发电机组的性能和经济效益。由此可见，风能资源评估的准确性对风电场的发展潜力，风力机的选择、布置和年发电量的计算等有直接影响。因此，风能资源评估是风力发电厂建设的关键环节之一。我国内蒙地区的理论蕴藏量和技术可开发量都居全国首位^[5]。内蒙古地区风能资源评估显得尤为重要。

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