3种再分析资料在太阳能资源评估中的适用性

基于1979—2019年中国53站逐月水平面总辐射（GHI）观测资料,采用REOF方法将中国GHI划分为北方地区、西南地区、长江中下游地区和东南地区4个区域,从太阳能资源的角度,对比NCEP/DOE、JRA55和ERA5大气再分析GHI资料与地面观测资料差异。结果表明：3种大气再分析GHI资料整体较地面观测偏大,均方根偏差和相对偏差最大的区域均位于30°N附近,年际变化一致性均为东南部优于西北部;ERA5数据在均方根偏差、相对偏差、年际变化规律以及空间分辨率等方面均优于NCEP/DOE和JRA55;1979—2019年期间,3种大气再分析资料与地面观测数据的差异呈减小趋势,其中JRA55和ERA5资料在各区域与观测之间的偏差减小趋势显著;太阳能资源稳定度方面,3种大气再分析资料在北方地区与观测接近,南方地区JRA55以偏高为主,NCEP/DOE和ERA5以偏低为主。     

风切变指数在风电场风资源评估中的应用

以内蒙古地区3座70m高测风塔连续2年的实测数据来分析风切变指数的变化,结果表明:1)不同高度梯度的风切变指数受地面粗糙度及周围地形地貌的影响较大。2)计算相邻高度的风速时,采用相邻高度间的风切变指数计算得到的结果较好;计算相差较大的高度间风速时,采用拟合曲线得到的风切变指数计算得到的结果较好。3)利用3～25m/s的风切变指数计算各月风速及年均风速结果都与实测值最接近;而利用全部风速数据的风切变指数计算统计各月风速往往比实测值偏大;利用3～25m/s拟合曲线得到的风切变指数统计各月风速比实测值偏小。     

海力素风电场风资源分析

介绍了内蒙古海力素地区的地理位置、气候特点以便建设成风力发电场的有利环境条件，根据当地气象资料对该地区的风力资源进行测算和分析，指出该地区风能资源丰富，适合建设大型风电场。     

基于ERA-Interim再分析数据的南海波浪能资源评估

利用欧洲中期天气预报中心近37 a（1979年1月—2015年12月）ERA-interim高分辨率（0.125°×0.125°）波浪再分析数据,计算南海海域的波浪能流密度、有效波高、平均周期、有效波时等波浪能参数,分析南海海域的波浪能资源时空分布特征。研究表明：1）南海波浪能资源呈现明显的季节分布特征,冬季资源最丰富,秋季次之,夏季最贫乏;2）波浪能资源丰富区位于吕宋海峡—中南半岛东南海域一线,呈东北—西南走向,大值区为吕宋海峡附近海域,波浪能流密度高达16 kW/m;3）综合考虑能流密度、有效波时间、与大陆最近港口距离和岛礁面积,建议A（112.33°E,16.81°N）岛屿作为开发利用的首选。     

激光雷达在不同地形条件下进行风资源评估的适用性研究北大核心CSCD

为了验证WindCube激光雷达在不同地形和不同测量高度条件下替代测风塔评估风资源的可行性,文章采用WindCube激光雷达与测风塔在复杂山地、平原和沿海3种地形条件下的同步观测试验数据,对风速、风向、相对偏差和风廓线进行了对比分析。对比结果表明:WindCube测量高度越高,有效数据完整率越低,在90~120 m轮毂高度,有效数据完整率在90%以上,能满足风能资源评估要求;在复杂山地、平坦地形条件下,WindCube与测风塔风速相关系数达0.99以上,风向相关系数在0.85~0.90,两种仪器测得的10 min平均风速偏差在0.1 m/s以内,相对偏差在1%左右,WindCube可代替测风塔进行风能资源评估;沿海地形条件下,WindCube与测风塔风速相关系数达0.90以上,风向相关系数在0.90左右,WindCube与测风塔测得的10 min平均风速偏差较大,达0.5 m/s,相对偏差在10%左右,受下垫面影响,WindCube替代测风塔进行风能资源评估的可行性应根据项目实际情况进一步评估。     

平陆风电场风能资源研究

分析了山西省平陆风电场工程的测风资料、实测场址空气密度、风速,得出了风功率密度、风速频率及风能频率等指标,可为该风场风能资源的精确评估提供科学依据。     

渤海地区双参数风资源评估方法研究

针对渤海地区风能开发问题,阐述国内外风资源评估方法的研究现状,在风资源评估领域引入Nakagami和Rician分布,结合实测风数据,研究几种常见的双参数风资源评估方法及其应用,结果表明:渤海地区风速集中于3～4 m/s,适于风电工程Class I型开发,Weibull、Gumbel、Logistic、Normal和R...     

中国气象局风能太阳能预报系统（CMA-WSP）在风资源短期预报中的检验评估

  目的  为检验中国气象局风能太阳能预报系统（CMA-WSP）风速产品在风资源短期预报中的可靠性,对CMA-WSP 100 m风速3 d预报产品进行检验分析。  方法  文章利用湖北省枣阳周楼、麻城蔡家寨和大金中部3个风电场100 m风速实测数据开展研究。  结果  研究结果如下:（1）CMA-WSP对枣阳风电场3 d内风速的整体预报效果较好,预报结果与实测风速变化趋势较为一致,逐15 min、小时平均和日平均风速第1 d的预报与实测风速相关系数可达0.728、0.740和0.860,随着预报时效增加,预报与实测相关性逐渐降低。（2）CMA-WSP预报风速与实测风速相对误差变化规律性强,逐15 min、小时平均和日平均风速第1 d预报相对误差分别为68%、70%和92%,预报风速整体高于实测风速;小时平均风速及相对误差均呈现白天小、晚上大的特征;月平均风速变化与MRE值变化呈相反趋势,且在1~6月和10~12月最低、7~9月最大。（3）从地区差异来看,CMA-WSP对枣阳周楼风电场风速的预报效果最好,第1 d预报与实测风速相关性可以达到0.728,第2~3 d的预报相关性也超过0.6,CMA-WSP对蔡家寨和大金中部风电场的预报与实测风速相关系数均低于0.6。  结论  CMA-WSP风速预报效果整体较好,且相对误差具有一定的规律性,有利于下一步对该产品进行订正、降低误差水平。     

一种基于大气稳定度的风资源评估方法

在风资源评估过程中,平均风速、风切变指数、风功率密度等是必须测量的特性参数,这些参数的测量均受地形地貌、大气稳定度、测风时间、测风设备的影响。在目前的风资源评估中,大气稳定度的影响基本都被忽略,因此,影响了风资源评估的准确性,甚至会带来选址的决策性失误。文章研究了大气稳定度对风资源特性的影响,并以美国某地4年的测风数据为例,研究大气稳定度对风切变指数,风能玫瑰图,风功率密度等的影响,建立了考虑大气稳定度的轮毂高度风速外推模型,解决了目前风资源评估中外推轮毂高度风速时由于使用整个风电场的平均风切变指数而带来风资源评估误差的问题。算例结果表明,该模型结构简单,外推结果精度高,具有较强的工程实用价值。     

基于海浪再分析数据的波浪能资源分析

基于同化了30 a卫星高度计有效波高的全球高分辨率海浪再分析数据,该文详细分析波浪能分布特征,针对海浪的可开发性,提出一种新的波浪能资源选址评估方法,并利用该评估方法对全球和中国近海的波浪能进行区划。主要结论有：波浪能最为丰富处位于西风带海域,约占全球总波浪能的67%;其中,印度洋西风带尤甚,平均能流密度达90 kW/m,西风带近岸海域波浪能可利用程度较高;中国周边海域波浪能资源相对匮乏,但台湾岛东南部、琉球群岛以及东沙群岛附近波浪能资源较为丰富,可利用程度较高,平均能流密度最高约为11 kW/m,该研究可为波浪能发展规划与开发利用提供参考。     

云南风能资源的评估研究

分析了云南各地有效风能功率密度和风能可利用小时数等多个风能资源评估中的主要物理量,说明了云南风能资源的特殊性和可利用性。     

考虑风资源影响的风电场电压波动和闪变评估

风电并网后引起的电压波动和闪变水平可能超出国家有关标准,造成严重的电能质量问题,因此,在风电并网之前需对这两者进行评估。采用了一种新的评估方法。区别于国际电工标准(IEC61400-21)中电压波动与闪变的评估,此方法考虑了风电场的风资源情况对这2个指标的影响。对风电场在不同出力下由阵风引起系统的电压波动进行计算,并用IEC闪变仪计算短时间闪变值Pst。用所提方法和IEC标准对我国某一新建的风电场进行评估。结果表明,所提方法不仅能有效地进行电压波动与闪变评估,而且能更好地考虑风速变化对风电场带来的潜在影响。     

风电场的风资源评估及产能预估

以新疆某风电场每10 min的测风数据为基准进行风电场风资源评估;基于3种不同时间间隔(30min,1 h,2 h)的测风数据,并考虑尾流影响,利用Wind PRO软件对该风电场产能进行了评估;通过对比不同时间间隔测风数据的发电量误差,得出与该风电场风机发电特性最接近的测风时间间隔。文章阐述了风电场风资源评估的基本流程,利用先进的风资源评估软件,对进一步开发低风速风资源提供了有力的技术支持。该研究结果能够对精细化评估风电场产能及测风数据时间间隔的选取提供指导。     

风能资源评估方法的分析及应用

阐述了风电场选址中的风能资源的评估程序,介绍和分析了风能资源评估技术方法和特点,基于工程实测数据,用国际通用的风资源评估软件WASP8．3分析和评估了相关风能要素。     

内蒙古地区风资源评估与风场特征风速的推导

对内蒙古二十四个地区的风能资源进行评估,得到风谱图.首先提出了利用WAsP软件对1998年至2008年期间内蒙古二十四地区的风资源资料中的基础进行分析;然后利用风速威布尔分布函数和风力发电机组输出功率的威布尔的概率密度函数,求两个函数的极值,推导出切入风速和额定风速的公式.最后以内蒙古六个地区为例,计算不同风资源条件下的切入风速和额定风速.     

乌兰察布地区风资源波动性及聚合特性分析

为系统准确地描述乌兰察布地区风资源的波动性和聚合特性,建立了风电波动幅度及波动速率量化指标,对该区域风资源潜力及波动性进行了分析。基于威布尔分布拟合参数进一步对比分析不同风向区间风资源的波动性,相比于出现频率较低的风向扇区,出现频率较高的风向扇区对应的风速通常平均风速较大,且波动性较弱。为平抑风电波动性,基于Kendall相关系数分析了乌兰察布地区不同空间位置风功率出力的聚合特性,并定义波动强度及波动速率下降指数来定量研究相关系数与聚合效果间的对应关系。结果表明,随着相关系数的增大,波动强度及波动速率下降指数呈线性下降变化趋势;不同空间位置风电聚合后,相比风电出力的波动幅度,对波动速率的平抑效果更加显著。     

测风塔选址对复杂地形风电场风资源评估的影响

为研究复杂地形条件下风电场测风塔的代表性及其对风资源评估的影响,以陕西省靖边县境内某风电场为例,选取3座测风塔资料,利用WindSim软件模拟分析了2011年风电场风能资源分布,并估算了风电场年发电量。结果表明,复杂地形风电场处测风塔数量较少时风资源评估结果的不确定性显著增加,而在考虑地形因素情况下测风塔数量增多,估算发电量更为准确。在地形较为复杂的风电场应根据地形条件布设适当数量测风塔,以得到风电场内较为精准的风资源分布,减少因测风塔位置选择而造成的风资源评估的不确定性。     

基于WAsP的风电场风能资源评估的应用及分析

介绍了风电场选址中风能资源评估的主要参数,介绍和分析了常用的风能资源评估软件的功能和特点,基于工程实测数据用风资源评估软件WASP8．3分析和评估了相关风能要素。     

基于ERA5数据的江苏海域风能资源评估

利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5风场数据,综合考虑风功率密度的时空分布、稳定性以及资源储量等要素,对江苏海域风能资源进行评估。结果表明,江苏海域多年平均风速和风功率密度总体呈现南高北低、离岸高近岸低的分布趋势。连云港近岸区域风功率密度等级小于2级,3级及以上区域主要分布在远海海域;盐城和南通除岸边潮间带滩涂区域外,大部分区域达到2级或3级,离岸约30 km可迅速提升至4级以上。风功率密度具有较明显的季节性分布特征;盐城南部和南通海域风能稳定性最好,连云港海域风能稳定性相对较差。南通和盐城南部风能资源有效储量最高,盐城北部次之,连云港最低。     

中尺度风资源数值模拟试验分析

应用中尺度数值模式模拟地区的风资源状况是一种比较先进的方法。该模拟成果对大范围区域风能资源的宏观评估和风电场宏观选址具有很好的参考价值。着重介绍了WRF(Weather Research and Forecast)数值模式模拟方法,并采用该模拟方法对近海风电场的风资源进行了模拟。