【正文】 discuss conclusion of project environmental protection, conservation of water and soil, figuring out that the construction and operation of Inner Mongolian Zheng Xiangbai County Wind electric field has little influence to the local environment air, the water environment, the sound environment and the ecological environment influence may through taking the corresponding environmental protection measure and the environment management construction to decrease the influence. This project implementation will promote the development of the local social economy, the social efficiency and the environment benefit is extremely obvious, the construction of wind electric field is feasible. Key word: Wind electric field。作為能源首位的電能原來主要是以火力發(fā)電為主，其燃燒后產(chǎn)生的 SO CO2 等有害氣體及煙塵排放到大氣當(dāng)中，對(duì)環(huán)境造成很大的污染。近年來，世界風(fēng)電裝機(jī)容量迅猛增長(zhǎng)， 2020 年全球風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量已達(dá)到 萬千瓦，是 1981 年的 4900 多倍， 1992 年的 27倍多。 最近，歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)和綠色和平組織簽署了《風(fēng)力 12—— 關(guān)于 2020 年風(fēng)電達(dá)到世界電力總量的 12%的藍(lán)圖》的報(bào)告，期望并預(yù)測(cè) 2020 年全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到 億千瓦時(shí)，發(fā)電量 253 萬億千瓦，風(fēng)力發(fā)電將占全球發(fā)電 華北電力 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 2 總量的 12%， 并在全球范圍內(nèi)減少 100 多億噸二氧化碳廢氣。三北地區(qū)風(fēng)能資源非常豐富，并且風(fēng)電場(chǎng)地勢(shì)平坦，交通方便，破壞性風(fēng)速極少，有利于大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電場(chǎng)。造成風(fēng)電發(fā)展相對(duì)落后的主要原因有：風(fēng)能資源資料缺乏、大型風(fēng)電機(jī)組依靠進(jìn)口和風(fēng)電價(jià)格偏高。 (3)可靠性高、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單：由于現(xiàn)代高科技運(yùn)用到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，機(jī)組壽命提高。風(fēng)電項(xiàng)目具有通過 CDM 項(xiàng)目融資的可行性。 內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟風(fēng)電情況 截至目前 ,內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟風(fēng)電項(xiàng)目獲國(guó)家和自治區(qū)發(fā)改委核準(zhǔn)風(fēng)電項(xiàng)目 24 項(xiàng) ,累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到 162 萬千瓦。目前 ,已開工項(xiàng)目 15項(xiàng) ,裝機(jī)容量達(dá) 120 萬千瓦。海拔 1230m～ 1250m 左右 (黃海高程，下同 )。 據(jù)正鑲白旗氣象站有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫 ～ ℃，月平均最低氣溫℃，月平均最高氣溫 19℃，極端最高氣溫 34． 9℃（ 1961 年），極端最低氣溫℃（ 1971 年），平均無霜期 112 天。 風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)符合我國(guó)能源開發(fā)戰(zhàn)略的需要 開發(fā)新能源是我國(guó)能源戰(zhàn)略的重要組成部分，風(fēng)能資源的開發(fā)利用是我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略 和調(diào)整電力結(jié)構(gòu)的重要措施之一，是符合內(nèi)蒙古自治區(qū)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展的需要，目前內(nèi)蒙古能源結(jié)構(gòu)主要是以煤電為主，煤炭資源開發(fā)和水資源的利用浪費(fèi)很大，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，成為當(dāng)前緊要問題。我國(guó)政府已經(jīng)制定出“開發(fā)與節(jié)約并存，重視環(huán)境保護(hù)，合理配置資源，開發(fā)新能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略”的方針。 綜上所述，風(fēng)能資源作為一種清潔能源，對(duì)于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，保護(hù)環(huán)境，減少污染，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，效果顯著。 （ 1）根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶?30年的測(cè)風(fēng)資料及風(fēng)場(chǎng)內(nèi)測(cè)風(fēng)塔 10m、 40m、 50m、 70m大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，參照 GB/T 187092020《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法》及 GB/T 187102020《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》，分析計(jì)算出風(fēng)電場(chǎng) 10m、 40m、 50m、 70m高年平均風(fēng)速、平均功率密度等數(shù) 據(jù)。 華北電力 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 6 第 二 章 風(fēng)力資源 風(fēng)電場(chǎng)地形風(fēng)力資源概述 正鑲白旗風(fēng)電場(chǎng)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟南部的正鑲白旗東部區(qū)域，距旗城約 30km，北距錫林浩特市 286km。 正鑲白旗地處陰山山地北坡，內(nèi)蒙古波狀高原南緣，東與正藍(lán)旗相鄰，南與太仆寺旗和河北省康保旗交界，西與鑲黃旗和烏蘭察布盟化德縣接壤，北與蘇尼特左旗毗連。年平均降水量 360mm，年最大降雨量 （ 1961 年），年最小降雨量 （ 1962 年）。 表 21 氣象站基本情況一覽表 站名 位 置 東 經(jīng) 北 緯 高程(m) 多年平均風(fēng)速 (m/s) 統(tǒng)計(jì)年限 正鑲白旗 明安圖 115176。氣象站主要?dú)庀笠靥卣髦狄姳?22。正鑲白旗站風(fēng)速年際變化直方圖見圖 21。 華北電力 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 10 表 25氣象站多年平均全年各風(fēng)向頻率 （ %） 風(fēng)向 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW C 頻率 3 2 1 1 1 1 2 4 6 7 7 7 10 13 6 5 22 注：統(tǒng)計(jì)年限 1996年～ 2020年 圖 23 氣象站多年（ 19962020）平均年風(fēng)向玫瑰 風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力資源評(píng)價(jià) 風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)情況概 述 測(cè)風(fēng)的目的在于掌握風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速在平面上的分布及隨高度變化的情況，確定其是否具有開發(fā)價(jià)值。測(cè)風(fēng)塔 位置示意圖見圖 24，測(cè)風(fēng)塔的布置基本可以反映風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的風(fēng)資源分布情況。 28′15″ 1239 表 27風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)儀安裝高度及編號(hào) 測(cè)風(fēng)塔高度 測(cè)風(fēng)儀安裝高度 設(shè)備型號(hào) 觀測(cè)項(xiàng)目 70m 10m NRG40 風(fēng)速傳感器 NRG200 風(fēng)向傳感器 110S 溫度傳感器 BP20 氣壓傳感器 風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、氣壓 40m NRG40 風(fēng)速傳感器 風(fēng)速 50m NRG40 風(fēng)速傳感器 風(fēng)速 70m NRG40 風(fēng)速傳感器 風(fēng)速、風(fēng)向 NRG200 風(fēng)向傳感器 測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的處理 參照 GB/ T 187092020《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法》及 GB/T 187102020《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》，根據(jù)風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)獲得的原始數(shù)據(jù)，對(duì)其完整性和合理性進(jìn)行判斷，檢驗(yàn)出不合理及缺測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后整理出 2020 年 1 月 1 日至 2020 年 12月 31 日連續(xù)完整的風(fēng)場(chǎng)逐時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)。 表 28 測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)及缺測(cè)次數(shù)統(tǒng)計(jì)表 項(xiàng) 目 觀測(cè)日期 總測(cè)次（次） 風(fēng)速缺測(cè)（次） 風(fēng)向缺測(cè)（次） 缺測(cè)合計(jì)（次） 缺測(cè)率（ %） 10m、 40m、50m、 70m風(fēng)速氣溫、氣壓 52704（次 /十分鐘） 5 0 5 10m風(fēng)向 8784（次 /小時(shí)） 0 535 535 70m風(fēng)向 8784（次 /小時(shí)） 0 335 335 合 計(jì) 333792 30 870 900 從表 28 可以看出，風(fēng)電場(chǎng)缺測(cè)數(shù)據(jù)較少，其中 風(fēng)速的缺測(cè)率幾乎為 0， 10m和70m 風(fēng)向的缺測(cè)率分別為 %和 %,總得測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)缺測(cè)率為 %，即測(cè)風(fēng)完整率為%，滿足 GB/ T 187092020《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法》中所規(guī)定的測(cè)風(fēng)完整率大于 98%的要求。趨勢(shì)性不合理判別中 ，氣壓不合理數(shù)據(jù)比例 %，氣溫不合理數(shù)據(jù)比例 %，風(fēng)速不合理數(shù)據(jù)比例為 % ～ %。 C 5 8784 平均氣壓的 3小時(shí)變化 1kPa 1 8784 70m/50m高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 70m/40m高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 70m/10m高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 70m/50m高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 40m/10m高度小時(shí)平均風(fēng)速差值 70m/40m高度小時(shí)風(fēng)向差值≤ 176。不同高度風(fēng)向相差大于 176。 風(fēng)電場(chǎng)實(shí)測(cè)年風(fēng)能要素計(jì)算 測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，整理出 2020 年 1 月 1 日至 2020 年 12 月 31 日連續(xù)一年完整的風(fēng)場(chǎng)逐時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和收資并對(duì)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的合理性進(jìn)行了綜合分析，降低了測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)不確定造成的偏差影響。 K) 計(jì)算得到風(fēng)電場(chǎng)年平均空氣密度ρ = kg/m3 年風(fēng)速、風(fēng)功率密度變化 測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速年變化和 風(fēng)功率密度年變化見表 211 和表 212，風(fēng)速和風(fēng)功率密度日變化對(duì)比見表 213。 由圖 2 圖 27 可以看出，測(cè)風(fēng)塔 10m、 40m、 50m、 70m 風(fēng)速和風(fēng)功率密度年變化基本一致， 6～ 9 月月平均風(fēng)速和風(fēng)功率密度較小， 10 月～ 5 月月平均風(fēng)速和風(fēng)功率密度較大，同時(shí)由表 213 可以看出，各高度風(fēng)速和風(fēng)功率密度白天大，晚上小，但隨著高度的增加，晝夜的風(fēng)速和風(fēng)功率密度的差值也逐漸變小。 測(cè)風(fēng)塔 10m、 70m 高主導(dǎo)風(fēng)向和最大風(fēng)能密度方向均為 W、 WNW，一致性較好，測(cè)風(fēng)塔 70m 高全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)?W，頻率為 ％，次主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)?WNW，頻率為 %；風(fēng)能密度最大方向?yàn)?WNW，頻率為 ％，主導(dǎo)風(fēng)向的風(fēng)能密度方向頻率為 ％。 由表 21 218 可見，測(cè)風(fēng)塔 10m、 40m、 50m 和 70m 高風(fēng)速頻率最高的風(fēng)速分別為5m/s、 5m/s、 5m/s 和 7m/s，相應(yīng)頻率分別為 %、 %、 %和 %；風(fēng)能頻率最高值出現(xiàn)的風(fēng)速分別為 13m/s、 12m/s、 12m/s 和 12m/s，相應(yīng) 頻率分別為 %、%、 %和 %。 表 219 實(shí)測(cè)年最大風(fēng)速成果表 測(cè)風(fēng)高度（ m） 最大風(fēng)速（ m/s） 風(fēng)向 發(fā)生時(shí)間 10m 2020310 2:00 40m NW 2020310 2:00 50m 202054 16:40 70m NW 2020310 2:00 NW 202054 16:40 湍流強(qiáng)度 經(jīng)計(jì)算測(cè)風(fēng)塔各高度實(shí)測(cè)年湍流強(qiáng)度范圍為 0～ ，平均值范圍為 ～， 50m～ 70m 湍流強(qiáng)度為 ～ ，湍流強(qiáng)度為 中等程度。 華北電力 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 27 (3) 經(jīng)綜合分析實(shí)測(cè)資料可 以看出，測(cè)風(fēng)塔的風(fēng)功率密度等級(jí)為 6級(jí)，可見該區(qū)域應(yīng)用于并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電很好。 表 220 氣象站歷年平均風(fēng)速表 單位： m/s 年份 (年 ) 平均風(fēng)速(m/s) 年份 (年 ) 平均風(fēng)速(m/s) 年份 (年 ) 平均風(fēng)速(m/s) 1971 1983 1995 1972 1984 1996 1973 1985 1997 1974 1986 1998 1975 1987 1999 1976 1988 2020 1977 1989 2020 1978 1990 2020 1979 1991 2020 1980 1992 2020 1981 1993 1982 1994 表 220（ a） 備注： 1971～ 2020 年年平均風(fēng)速為 華北電力 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 28 月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 平均 風(fēng)速 1 風(fēng)速 2 表 220（ b） 備注：風(fēng)速 1 是 1996 年 2020 年月平均風(fēng)速，風(fēng)速 2 是 2020 年月平均風(fēng)速 圖 211 測(cè)風(fēng)塔和氣象站多年年風(fēng)向玫瑰圖 圖 212 各測(cè)風(fēng)位置風(fēng)速年內(nèi)變化圖 表 2圖 212 表明，測(cè)風(fēng)塔與氣象站同期和氣象站多年的平均風(fēng)速存在一定 華北電力 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 29 的差異，主要原因是兩者周圍的環(huán)境不一樣。 由圖 211 正鑲白旗氣象站多年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)?WNW,次主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)?W，而風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔 10m 主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)?W，次主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)?WNW，與測(cè)風(fēng)塔 70m 一致。各高度風(fēng)速年變化及風(fēng)功率密度年變化見表 221～表 222，各高度風(fēng)速及風(fēng)功率密度年變化圖和日變化圖見圖 1－ 1圖 1－ 14。圖 214 中，風(fēng)速、風(fēng)功率密度日變化也較大， 8：00～ 18： 00 較大， 19： 00～ 7： 00 較小 ,具體情況見表 223 對(duì)比結(jié)果。 表 224 代表年年風(fēng)向頻率表 ％ 站碼編號(hào) N NNE NE ENE E ESE SE SSE S 65m 站碼編號(hào) SSW SW WSW W WNW NW NNW C 65m