【正文】 代表年年風(fēng)向頻率、年風(fēng)能密度方向分布及年各方位平均風(fēng)速見表 224～表 226， 50m、 55m、 65m 高風(fēng)向、風(fēng)能玫瑰圖見圖 216； 65m 高各月風(fēng)向、風(fēng)能玫瑰圖分別見圖 21圖 218。 代表年風(fēng)能要素計算 （ 1）平均風(fēng)速、風(fēng)功率密度 本次實際切變值將采用測風(fēng)塔切變的平均值為 ，利用 10m 高逐時風(fēng)速、 70m逐時風(fēng)向數(shù)據(jù)，推求 50m、 55m、 65m 高度風(fēng)能要素。 實測風(fēng)資源數(shù)據(jù)代表性分析 考慮與測風(fēng)時段氣候等方面的一致性，本次按測風(fēng)年 1 月～ 12 月統(tǒng)計正鑲白旗氣象站 1995 年～ 20xx 年年平均風(fēng)速及其年內(nèi)變化，從而評價風(fēng)電場實測風(fēng)資源數(shù)據(jù)在較長系列中的代表 性，詳見表 220 與圖 21 212。實測年最大風(fēng)速成果見表 219。 表 214～表 215 中，測風(fēng)塔 10m 和 70m 全年主導(dǎo)風(fēng)向均為 W 和 W，頻率分別為%和 %，次主導(dǎo)風(fēng)向均為 WNW，頻率分別為 %和 %；全年風(fēng)能密度最大方向均為 WNW，頻率分別為 %和 %，全年風(fēng)能密度次大方向均為 W，頻率分別為 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 21 %和 %。 表 210 測風(fēng)塔實測風(fēng)切變指數(shù)計算結(jié)果 測風(fēng)高度 年平均 10m 切變 40m 切變 50m 切變 70m 50m 40m 10m 平均 空氣密度 [12] 20xx 年 1 月 1 日至 20xx 年 12 月 31 日風(fēng)電場實測年平均氣溫為 ℃，最高氣溫為 ℃，最低氣溫為 ℃；實測年平均氣壓為 ，年平均空氣密度 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 15 ρ采用下式計算： ρ =P/(R T) 式中： P 為年平均氣壓， P=84480Pa T 為年平均開氏溫標絕對溫度 (t℃ +273),t=℃ R 為氣體常數(shù) (287 J/kg b) 風(fēng)向處理 對于風(fēng)向缺測數(shù)據(jù)及因儀器故障等因素所產(chǎn)生的不合理數(shù)據(jù)，通過對同一方向 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 14 不同高度的儀器進行對比分析，采用相鄰高度互為替換。 測風(fēng)塔風(fēng)速相關(guān)性不合理數(shù)據(jù)比例≤ %；風(fēng)向相關(guān)性不合理數(shù)據(jù)比例在%～ %之間。 29′34″ 42176。 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 8 表 23 氣象站歷年平均風(fēng)速 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 20xx 1977 1989 20xx 1978 1990 20xx 1979 1991 20xx 1980 1992 20xx 1981 1993 1982 1994 備注： 1971～ 20xx 年年平均風(fēng)速為 表 24氣象站多年 逐月平均風(fēng)速 單位： m/s 備注：統(tǒng)計年限為 1996～ 20xx 年 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 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 9 圖 21氣象站多年年平均風(fēng)速變化圖 圖 22氣象站多年平均風(fēng)速年內(nèi)變化圖 多年平均全年各風(fēng)向頻率 統(tǒng)計正鑲白旗氣象站 1971～ 20xx 年多年平均全年各風(fēng)向頻率，主導(dǎo)風(fēng)向為 WNW，相應(yīng)頻率為 %，詳見表 25 和圖 23。 正鑲白旗氣象站為國家基準氣候站，具有近 40 年各氣象要素的長期觀測，建站以來從未發(fā)生過遷移，本次采用其有關(guān)資料進行區(qū)域性氣候要素評價。 據(jù)正鑲白旗氣象站有關(guān)資料統(tǒng)計 ，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。 （ 4） 通過投資估算及經(jīng)濟效益分析，從而確定項目的可行性，同時 CDM 機制的引入 進一步說明 項目投產(chǎn)后的收益。 正鑲白旗地域遼闊，地方經(jīng)濟發(fā)展緩慢，主要原因是土地沙化非常嚴重，而風(fēng)能資源卻非常豐富，充分利用風(fēng)能資源，改善當(dāng)?shù)亟?jīng)濟結(jié)構(gòu)，帶動當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟飛速發(fā)展，同時也解決了當(dāng)?shù)氐哪茉炊倘钡膯栴}。 擬建風(fēng)電場場區(qū)不僅大風(fēng)日多，而且持續(xù)時間長，有著豐富的風(fēng)力資源，適合開發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電場。 正鑲白旗風(fēng)電場位于內(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。最后對具有良好經(jīng)濟性的 CDM 風(fēng)電項目的發(fā)展提出一些建議。 (2)建設(shè)周期短、裝機規(guī)模靈活；只要完成接入系統(tǒng)工程，安裝一臺就可投產(chǎn)一臺，不受整體規(guī)模影響。 國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 最新資料顯示，我國陸地可利用風(fēng)能資源 3億千瓦，近岸海域可利用風(fēng)能 億千瓦，主要分布在三北地區(qū)（東北、華北北部和西北地區(qū)）和東部沿海陸地、近海海域及島嶼。風(fēng)力發(fā)電與火電等其他發(fā)電方式相比有諸多優(yōu)點，突出體現(xiàn)在環(huán)保方面，一臺單機容量在 1000 千瓦的風(fēng)機與同容量火電裝機相比，每年可減排 20xx 噸二氧化碳、 10 噸二氧化硫、 6 噸二氧化氮。 本項目的實施將對當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展發(fā)揮較大的促進作用，社會效益和環(huán)境效益十分明顯，建設(shè)風(fēng)電場是可行的。加快發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)對于優(yōu)化社會能源結(jié)構(gòu)，改善我區(qū)自然環(huán)境，促進少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。 然后進行能量估算、發(fā)電量估算，以獲得較大發(fā)電量為原則，完成了風(fēng)場風(fēng)電機組的選型。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，對環(huán)境造成很大的污染。 最近，歐洲風(fēng)能協(xié)會和綠色和平組織簽署了《風(fēng)力 12—— 關(guān)于 2020 年風(fēng)電達到世界電力總量的 12%的藍圖》的報告，期望并預(yù)測 2020 年全球風(fēng)力發(fā)電裝機容量達到 億千瓦時，發(fā)電量 253 萬億千瓦，風(fēng)力發(fā)電將占全球發(fā)電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。造成風(fēng)電發(fā)展相對落后的主要原因有：風(fēng)能資源資料缺乏、大型風(fēng)電機組依靠進口和風(fēng)電價格偏高。風(fēng)電項目具有通過 CDM 項目融資的可行性。目前 ,已開工項目 15 項 ,裝機容量達 120 萬千瓦。 4 據(jù)正鑲白旗氣象站有關(guān)資料統(tǒng)計，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。我國政府已經(jīng)制定出“開發(fā)與節(jié)約并存，重視環(huán)境保護，合理配置資源，開發(fā)新能源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略”的方針。 （ 1）根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶?30年的測風(fēng)資料及風(fēng)場內(nèi)測風(fēng)塔 10m、 40m、 50m、 70m大量的實測數(shù)據(jù)，參照 GB/T 1870920xx《風(fēng)電場風(fēng)能資源測量方法》及 GB/T 1871020xx《風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法》，分析計算出風(fēng)電場 10m、 40m、 50m、 70m高年平均風(fēng)速、平均功率密度等數(shù)據(jù)。 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。 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)計年限 正鑲白旗 明安圖 115176。正鑲白旗站風(fēng)速年際變化直方圖見圖 21。測風(fēng)塔位置示意圖見圖 24，測風(fēng)塔的布置基本可以反映風(fēng)電場區(qū)域內(nèi)的風(fēng)資源分布情況。 表 28 測風(fēng)數(shù)據(jù)及缺測次數(shù)統(tǒng)計表 項 目 觀測日期 總測次（次） 風(fēng)速缺測（次） 風(fēng)向缺測（次） 缺測合計（次） 缺測 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） 0 535 535 70m風(fēng)向 8784（次 /小時） 0 335 335 合 計 333792 30 870 900 從表 28 可以看出，風(fēng)電場缺測數(shù)據(jù)較少，其中風(fēng)速的缺測率幾乎為 0， 10m和70m 風(fēng)向的缺測率分別為 %和 %,總得測風(fēng)數(shù)據(jù)缺測率為 %，即測風(fēng)完整率為%，滿足 GB/ T 1870920xx《風(fēng)電場風(fēng)能資源測量方法》中所規(guī)定的測風(fēng)完整率大于 98%的要求。 C 5 8784 平均氣壓的 3小時變化 1kPa 1 8784 70m/50m高度小時平均風(fēng)速差值 70m/40m高度小時平均風(fēng)速差值 70m/10m高度小時平均風(fēng)速差值 70m/50m高度小時平均風(fēng)速差值 40m/10m高度小時平均風(fēng)速差值 70m/40m高度小時風(fēng)向差 值≤ 176。 風(fēng)電場實測年風(fēng)能要素計算 測風(fēng) 數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，整理出 20xx 年 1 月 1 日至 20xx 年 12 月 31 日連續(xù)一年完整的風(fēng)場逐時測風(fēng)數(shù)據(jù)，通過現(xiàn)場調(diào)查和收資并對測風(fēng)數(shù)據(jù)的合理性進行了綜合分析，降低了測風(fēng)數(shù)據(jù)不確定造成的偏差影響。 由圖 2圖 27 可以看出，測風(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。 由表 21 218 可見，測風(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 %。 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 27 (3) 經(jīng)綜合分析實測資料可以看出，測風(fēng)塔的風(fēng)功率密度等級為 6級，可見該區(qū)域應(yīng)用于并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電很好。 由圖 211 正鑲白旗氣象站多年主導(dǎo)風(fēng)向為 WNW,次主導(dǎo)風(fēng)向為 W，而風(fēng)電場測風(fēng)塔 10m 主導(dǎo)風(fēng)向為 W，次主導(dǎo)風(fēng)向為 WNW，與測風(fēng)塔 70m 一致。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 對比結(jié)果。全 年的小時總數(shù)為 8760。 由表 22表 222 計算結(jié)果表明，風(fēng)場代表年 10m、 50m、 55m、 65m 年平均風(fēng)速分別為 、 、 、 ，相應(yīng)年平均風(fēng)功率密度分別為、 、 、 。經(jīng)了解 ,正鑲白旗氣象站觀測場附近環(huán)境變化不大 ,風(fēng)速衰減的主要原因是城鎮(zhèn)范圍擴大、建筑物逐漸增多，同時防風(fēng)固沙植樹造林等綠化措施 也使風(fēng)速較過去有所降低。測風(fēng)塔 10m、 70m 主導(dǎo)風(fēng)向均為 W，次主導(dǎo)風(fēng)向均為 WNW。 表 214 實測年年風(fēng)向頻率分布表 單位： % 高度 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW 10m 70m 表 215 實測年 年各方位風(fēng)能頻率分布表 單位： % 高度 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW 10m 0.3 0.2 0.1 0.2 0.6 0.2 1.0 0.5 1.9 0.7 2.7 5.6 28.7 38.4 16.9 2.0 70m 0.8 0.2 0.2 0.2 0.5 0.3 1.7 1.8 2.1 1.2 4.4 6.2 31.2 33.2 14.3 1.6 表 216 實測年年各風(fēng)向平均風(fēng)速表 單位： % 高度 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW 70m 10m 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 22 圖 29 測風(fēng)塔實測年各高度年風(fēng)向、風(fēng)能玫瑰圖 年 風(fēng)速和各風(fēng)速區(qū)間風(fēng)能頻率分布 測風(fēng)塔年平均風(fēng)速和各風(fēng)速區(qū)間風(fēng)能頻率分布表見表 2