新疆地區(qū)風力概況

有效風能密度(WindPowerDensity)是指正當風速在(3-20)m/s內(nèi)時,單位時間內(nèi)通過單位面積的空氣流所具有的動能。根據(jù)美國可再生能源實驗室編制的手冊和我國編制的《風電場風能資源評估方法》中推薦的統(tǒng)計方法,有效風能密度計算公式為(3-1):PWD=(3-1)式中為日平均風速(m/s);P為H空氣密度(kg/m3);n為10年日均風速在(3-20)m/s內(nèi)的總天數(shù)。在對有效風能密度的計算中,PWD值應以24h自記風速數(shù)據(jù)為準,如果取R均風速值,那么其計算結(jié)果那么需要訂正。朱瑞兆比照分析了全國300多個站點兩種風速資料計算值,本文借鑒其成果,各氣象站點多年平均風功率密度可被分為三個等級:(0-30)W/m2、(30-60)w/m2和>60W/m2。修正系數(shù)分別為1.2、1.8和2.4,所得結(jié)果與朱瑞兆計算的各地有效風能密度值相近,誤差率均在5%以內(nèi),滿足了風能資源開發(fā)潛力宏觀空問分析的要求。結(jié)合《風電場風能資源評估方法》中風能密度等級表,根據(jù)測算出的有效風能密度大小,全國風能資源豐富度可分為4個等級區(qū),其分布如下:(1)風能資源豐富區(qū)是有效風能密度在200W/m2以上的地區(qū)。主要分布在內(nèi)蒙古中西部等地區(qū),半島、江浙和海南島西岸等區(qū)域的沿海地帶,福建崇武的最高值可到達392.7W/m2。(2)風能資源較豐區(qū)為有效風能密度在(100-200)w/in2之間的區(qū)域,主要分布在內(nèi)蒙古高原大部、甘肅河西走廊和定西地區(qū)、新疆北部、青海西北部、云南以及沿海豐富帶向內(nèi)陸以內(nèi)的地區(qū)。(3)風能資源中等豐富區(qū)為有效風能密度處于(50-100)W/m2之間的區(qū)域,主要分布在新疆中部、西藏中北部、小興安嶺、山東、河南和沿海風能較豐區(qū)向內(nèi)陸以內(nèi)的中間的寬闊地帶。(4)風能資源貧乏區(qū)是有效風能密度低于50W/m2,主要分布在四川、重慶、貴州、湖南、湖北、江西、陜西和云南、廣西、廣東、安徽、河南的局部地區(qū),以及青海東部、新疆西部、西藏東南部等地;其中青藏高原東南部、橫斷山脈、四川盆地、云南西部、貴州北部、重慶南部以及湖南西部等地的風能資源最為貧瘠,均小于40W/m2。在重慶酉陽和云南景洪,10年平均有效風能密度接近于0,為全國最低值。根據(jù)風能可用時數(shù)分布風能可用時數(shù)(WindAvailableTime)是指風速在(3?20)m/s內(nèi)可供持續(xù)利用小時數(shù),通常以年為統(tǒng)計單元。參考美國可再生能源實驗室編制的《WindResourceAssessmentHandbook》手冊和我國《風電場風能資源評估方法》中推薦的統(tǒng)計方法,風能可用時數(shù)計算公式為(3-2):(3-2)其中n為10年日均風速在(3~20)m/s內(nèi)的總天數(shù)。通過公式統(tǒng)計,2001年-2010年全國離地面10m高度的387個氣象臺站年均式中F?為日平均風速(m/s);P為H空氣密度(kg/m3);n為10年日均風速在(3-20)m/s內(nèi)的總天數(shù)。19能可用時數(shù)WAT年,并依據(jù)全國風能區(qū)劃分級標準,將全國陸地風能資源穩(wěn)定度分為4個等級區(qū),其空間分布特征如下:(1)年可用時數(shù)〉5000h為有效風能穩(wěn)定區(qū),包括內(nèi)蒙古中西部、東北平原局部、山東和遼東半島、青海西部、西藏中北部和南部、以及江蘇、浙江、福建、廣西等省的沿海地帶,最高值在浙江石浦,年累計達7737.6h。(2)年可用時數(shù)在4000?5000h之間為有效風能較穩(wěn)定區(qū),分布在內(nèi)蒙古大部、東北平原、山東西部、江蘇沿海、安徽局部、寧夏和甘肅南部、新疆北部、西藏中北部和南部、云南東部和海南西部沿海。(3)年可用時數(shù)在2000?4000h之間為有效風能中等穩(wěn)定區(qū),分布在大小興安嶺、長白山西坡、山東南部、河南中北部、安徽中部、江蘇西部、新疆北部、青海中部、西藏局部、四川西南部和云南北部、廣西和廣爾泡部沿海,以及海南島大部。(4)年可用時數(shù)<2000h為有效風能不穩(wěn)定區(qū),分布區(qū)域最廣,尤其在四川、江西、湖南湖北西部、廣東與廣西的大部、甘肅和陜西南部,以及新疆西部,年可用時數(shù)均低于lOOOh。全國最低值仍在重慶酉陽和云南景洪,年可用時數(shù)接近于零。新疆風能資源豐富區(qū)集中在9大風區(qū),包括達坂城風區(qū),阿拉山口風區(qū)、十三間房風區(qū)、吐魯番小草湖風區(qū)、額爾齊斯河河谷風區(qū)、塔城老風口風區(qū),三塘湖-淖毛湖風區(qū)、哈密東南部風區(qū)、羅布泊風區(qū)。這些風區(qū)的中心區(qū)年平均風功率密度在200W/m2以上,有效風速小時數(shù)在5500h以上。有效風速小時數(shù)指3～25m/s各級風速出現(xiàn)的小時數(shù)之和。它表征著風力發(fā)電機可能正常運行的時間。新疆9大風區(qū)包括了新疆年平均功率密度在150W/m2以上的所有區(qū)域。理論上估計,新疆全年可提供風電27673億kW·h,風能資源蘊藏量極為豐富,是全國風能資源最豐富的地區(qū)。年平均風功率密度大于150W/m2的面積為12.6萬km2(表1),技術開發(fā)量2.34億kW,理論上估計,新疆全年可發(fā)電6771億kW。評價與分析風能資源開發(fā)潛力,目標為陸上lOm高度,并劃分風資源區(qū)域分布格局。從評價結(jié)果看,我國各區(qū)域的風能規(guī)?；脻摿Υ嬖谳^大的差異,內(nèi)蒙古中部和西部、河西走廊,以及江蘇、浙江、福建和海南西部沿海幵發(fā)潛力最高,自然和人文環(huán)境限制少,風能自然資源優(yōu)越,大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電的可行性最大。其次,風能資源比擬豐富,包括內(nèi)蒙錫林郭勒和呼倫貝爾高原、新疆東部和西北部、東北平原、河北北部、云南南部及東部沿海局部地帶,這些地區(qū)也適于規(guī)?；L電開發(fā)。再次,可開發(fā)利用風資源規(guī)模小、季節(jié)性利用的其它地區(qū)風能幵發(fā)潛力均屬中等。最后,還有風能資源太過貧乏區(qū)域,如一些省份如四川、湖南、江西、貴州等,不具備開發(fā)潛力。根據(jù)對全疆風能資源的估計和風區(qū)評價,從風能資源條件、根底設施、自然條件、經(jīng)濟開展等綜合考慮,烏魯木齊達坂城風區(qū)、阿拉山口風區(qū)、十三間房風區(qū)和吐魯番小草湖風區(qū)在風能資源、交通、輸電線路及自然環(huán)境方面都具備了建設