普陀区风能资源分析.pdf

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1、普陀区风能资源分析曹美兰张勇韩信友浙江省舟山市普陀区气象局沈家门316100摘要普陀区位于舟山群岛的东南部，风能资源非常丰富。本文对普陀区境内9个自动气象站的风能参数如年有效风速时和有效风能密度等进行综合计算分析，发现最具开发价值的4个岛分别是东极岛、虾峙岛、蚂蚁岛、朱家尖岛。本文还对东极岛、虾峙岛、蚂蚁岛、朱家尖岛这4个岛的风向频率和方位风速进行统计，为风电场选址和风机的排布提供可行性参考。关键词：风能年有效风速时有效风能密度风向频率方位风速引言普陀区由455个大大小小的岛屿组成。一些偏远小岛由于远离电网，难以通过

2、延伸电网供电。那些小岛上的居民、守岛边防哨所仍面临用电的困难。从地理区位来看，普陀区位于舟山群岛东南部，背靠欧亚大陆，面向太平洋，季风强盛，风能资源非常丰富。风能是一种无污染的可再生能源，它取之不尽，用之不竭，随着生态环境的要求和能源的需要，风能的开发日益受到重视。在普陀区发展风力发电，对发展地方经济，巩固海防有着十分重要的意义。本文利用普陀区9个自动气象站多年的风资料，对风能资源的分布特征进行分析计算，可以为风电场选址及风电场的排布提供一些参考。1资料的选取普陀区历史上只有沈家门一个气象站。根据需要，从2000年开

3、始，普陀局开始建设海岛中尺度自动气象站，到目前为止已建有13个自动气象站。由于各测站建站时间有早有晚，累积的资料长短也各不相同。考虑到数据的完整率，本文选取沈家门、东极岛、普陀山、朱家尖岛、蚂蚁岛、桃花岛、虾峙岛、六横岛、佛渡岛9个测站2005-2007年这3年的风资料进行分析。图1为普陀区9个测风站分布图。图1普陀区9个测风站分布图2风能资源参数评价风能资源开发潜力的主要指标是年有效风速时和有效风能密度。3262.1年有效风速时风能利用主要通过风力机驱动发电机发电。只有当风速达到设计要求时，风力机才会转动而输出功率

4、，使风能得以利用。如合理的启动风速、额定风速及切断风速。根据计算，风力机的启动风速为3米/秒，超过20米/秒为切断风速。3-20米/秒即为风力机的额定风速，亦称有效风速。有效风速的累积小时数称为有效风速时。表1、表2分别为普陀区各站点风速≥3m/s、≥6m/s年有效风速时。从表1可见，普陀区各站点≥3m/s年有效风速时在5568-7708小时之间。≥6m/s年有效风速时都在2206-4699小时之间。根据中国风能分区约定（表3），普陀区各站点的年有效风速时属于国家风能“丰富区”的约定标准，具有很高的开发价值。2.2风

5、能密度32风能密度：是气流在单位时间内垂直通过单位面积的风能W＝0.5ρV瓦/米。它是描述一个地方风能潜力的最方便最有价值的量。但是在实际当中风速每时每刻都在变化，不能使用某个瞬时风速值来计算风能密度。只有长期风速资料才能反映其规律，因此我们将平均风速代入上式得出平均风能密度。3[1]平均风能密度：W＝1/T∫0.5ρVdtW――该段时间0－T内的平均风能密度，ρ――空气密度，V――对应T时刻的风速。有效风速所求出的风能密度为有效风能密度。将一年每天24小时逐时测到的风速数据按某一间距（比如间隔1米/秒）分成各等级风

6、速，如V1（3米/秒），V2（4米／秒），V3（5米／秒），……，Vi（i＋2米／秒），然后将各等级风速在该年出现的累积小时数n1，n2，n3……，ni分别乘以相应各风3速下的风能密度（0.5niρVi），再将各等级风能密度相加之后除以年总时数N，即：3E平均=（∑0.5niρVi）/N（瓦/米2）则可求出某地一年的平均风能密度。3在常温常压下，ρ的变化可以忽略不计，一般取ρ=1.25千克/米。把平均风速代入上式进行计算，平均风能密度结果如表4。327表4显示，各站点的风能密度大小有较明显的差别。平均风能密度最大值达

7、298.5瓦/米2（东极），最小值为130.4瓦/米2（佛渡）。对照表3中国风能分区可知，东极岛、虾峙岛、蚂蚁岛、朱家尖岛的风能密度都在200瓦/米2以上，属于风能丰富区。其中尤其是东极岛和虾峙岛，风能密度均在290瓦/米2以上。六横岛、普陀山、桃花岛风能密度在161—185瓦/米2，属于风能较丰富区。而沈家门和佛渡岛则属于可利用区。3风电场的排布为了最有效地利用风能资源，安装风力发电机时必须考虑安装点的风向频率和方位风速。因此，风速和风向对于选择风机安装点和风电场排布都是十分重要的。普陀区属于典型的季风气候，不同季

8、节的风向风速有较大的变化。冬半年受大陆冷高压影响，盛行北到西北风。夏半年受太平洋副热带高压控制，盛行偏南风。由于各个岛屿地理位置和地形地貌的复杂性，各站点风向风速的分布有所差异，即具有局地性特征。我们统计了东极岛、朱家尖岛、虾峙岛、蚂蚁岛4个最佳风能区的方位风速和风向频率。图2a、b、c、d分别为东极岛、朱家尖岛、虾峙岛、蚂蚁岛4个站点的年平均