【正文】 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 年 平均 10m 6 6 3 8 6 5 8 5 3 2 6 40m 0 5 9 9 3 8 7 7 0 8 8 9 0 50m 0 4 8 6 2 7 6 5 8 5 4 9 8 70m 6 8 4 3 9 3 1 0 2 0 1 8 4 氣象站 表 212 實測年風功率密度年變化 單位： W/m2 高度 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二 月 年 平均 10m 431 809 845 357 551 85 109 106 231 274 480 392 387 40m 460 883 895 399 626 138 152 140 278 307 493 401 430 50m 451 880 879 420 620 151 160 147 298 327 527 416 438 70m 502 970 953 461 666 174 184 169 341 372 572 438 482 表 213 測風塔風速和風 功率日變化對比 高度 8： 00－ 18： 00 19： 00－ 7： 00 風速（ m/s） 風功率密度 W/m2 風速（ m/s） 風功率密度 W/m2 10m 40m 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 17 50m 70m 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 18 圖 26 測風塔各高度風速和風功率年變 化圖 02468101214161 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12m /s w /m2風速 風功率密度月份8 007 006 005 004 003 002 001 00001 002 003 004 005 006 007 008 00月份風功率密度風速2w /mm /s121110987654321161412108642002468101214161 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12m /s w /m2風速 風功率密度月份8 007 006 005 004 003 002 001 00001 002 003 004 005 006 007 008 00月份風功率密度風速2w /mm /s12111098765432116141210864201 0 米4 0 米5 0 米7 0 米 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 19 02468101214161 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12m/s w/m2風速 風功率密度時刻80070060050040030020010000100200300400500600700800風功率密度風速2w/mm/s16141210864200246810121416m/s w/m2風速 風功率密度80070060050040030020010000100200300400500600700800風功率密度風速2w/mm/s161412108642010 米40 米50 米70 米0 24232221201918171615141313 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240 12111098765432113 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240 12111098765432113 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240 121110987654321時刻時刻時刻 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 20 圖 27 測風塔各高度年風速和風功率密度日變化圖 圖 28 測風塔 10m 高各月的風速和風功率密度日變化圖 年各風向頻率、風能密度方向分布及各風向平均風速 測風塔年風向頻率、年風能密度方向分布及年各風向平均風速見表 214～表216，測風塔各高度年風向、風能玫瑰圖見圖 29。正鑲白旗氣象站同期最大風速為 ,風向為 WNW，發(fā)生于 2020 年 5 月 4 日，該氣象站多年最大風速為 ,發(fā)生時間為 1977 年 6 月 10 日，為 1952 年建站以來的最大風速，經(jīng)計算五十年一遇瞬間極大風速為 39m/s,推算至 50m～ 60m 高度的瞬間極大風速約為 ～ 。 風電場代表年分析 根據(jù) GB/T187102020 標準，對風電場測風數(shù)據(jù)進行訂正，即根據(jù)風場附近的長期測風塔的觀測數(shù)據(jù)，驗證風場的測風數(shù)據(jù)為一套反映風場長期平均水平的代表性數(shù)據(jù)。因此代 表年逐時風向采用測風塔運行情況較好的 70m 實測數(shù)據(jù)。全年最大風能密度方向為 W，頻率為 ％，次大風能密度方向為 WNW，頻率為 ％。圖 214 中，風速、風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。 由圖 211 正鑲白旗氣象站多年主導風向為 WNW,次主導風向為 W，而風電場測風塔 10m 主導風向為 W，次主導風向為 WNW，與測風塔 70m 一致。 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 27 (3) 經(jīng)綜合分析實測資料可 以看出，測風塔的風功率密度等級為 6級，可見該區(qū)域應用于并網(wǎng)風力發(fā)電很好。 由表 21 218 可見，測風塔 10m、 40m、 50m 和 70m 高風速頻率最高的風速分別為5m/s、 5m/s、 5m/s 和 7m/s，相應頻率分別為 %、 %、 %和 %；風能頻率最高值出現(xiàn)的風速分別為 13m/s、 12m/s、 12m/s 和 12m/s，相應 頻率分別為 %、%、 %和 %。 由圖 2 圖 27 可以看出，測風塔 10m、 40m、 50m、 70m 風速和風功率密度年變化基本一致， 6～ 9 月月平均風速和風功率密度較小， 10 月～ 5 月月平均風速和風功率密度較大，同時由表 213 可以看出，各高度風速和風功率密度白天大，晚上小，但隨著高度的增加，晝夜的風速和風功率密度的差值也逐漸變小。 風電場實測年風能要素計算 測風數(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)一年完整的風場逐時測風數(shù)據(jù)，通過現(xiàn)場調(diào)查和收資并對測風數(shù)據(jù)的合理性進行了綜合分析，降低了測風數(shù)據(jù)不確定造成的偏差影響。 C 5 8784 平均氣壓的 3小時變化 1kPa 1 8784 70m/50m高度小時平均風速差值 70m/40m高度小時平均風速差值 70m/10m高度小時平均風速差值 70m/50m高度小時平均風速差值 40m/10m高度小時平均風速差值 70m/40m高度小時風向差值≤ 176。 表 28 測風數(shù)據(jù)及缺測次數(shù)統(tǒng)計表 項 目 觀測日期 總測次（次） 風速缺測（次） 風向缺測（次） 缺測合計（次） 缺測率（ %） 10m、 40m、50m、 70m風速氣溫、氣壓 52704（次 /十分鐘） 5 0 5 10m風向 8784（次 /小時） 0 535 535 70m風向 8784（次 /小時） 0 335 335 合 計 333792 30 870 900 從表 28 可以看出，風電場缺測數(shù)據(jù)較少，其中 風速的缺測率幾乎為 0， 10m和70m 風向的缺測率分別為 %和 %,總得測風數(shù)據(jù)缺測率為 %，即測風完整率為%，滿足 GB/ T 187092020《風電場風能資源測量方法》中所規(guī)定的測風完整率大于 98%的要求。測風塔 位置示意圖見圖 24，測風塔的布置基本可以反映風電場區(qū)域內(nèi)的風資源分布情況。正鑲白旗站風速年際變化直方圖見圖 21。 表 21 氣象站基本情況一覽表 站名 位 置 東 經(jīng) 北 緯 高程(m) 多年平均風速 (m/s) 統(tǒng)計年限 正鑲白旗 明安圖 115176。 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。 （ 1）根據(jù)當?shù)貧庀缶?30年的測風資料及風場內(nèi)測風塔 10m、 40m、 50m、 70m大量的實測數(shù)據(jù)，參照 GB/T 187092020《風電場風能資源測量方法》及 GB/T 187102020《風電場風能資源評估方法》，分析計算出風電場 10m、 40m、 50m、 70m高年平均風速、平均功率密度等數(shù) 據(jù)。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。 據(jù)正鑲白旗氣象站有關資料統(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。目前 ,已開工項目 15項 ,裝機容量達 120 萬千瓦。風電項目具有通過 CDM 項目融資的可行性。造成風電發(fā)展相對落后的主要原因有：風能資源資料缺乏、大型風電機組依靠進口和風電價格偏高。 最近，歐洲風能協(xié)會和綠色和平組織簽署了《風力 12—— 關于 2020 年風電達到世界電力總量的 12%的藍圖》的報告，期望并預測 2020 年全球風力發(fā)電裝機容量達到 億千瓦時，發(fā)電量 253 萬億千瓦，風力發(fā)電將占全球發(fā)電 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 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。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中，對環(huán)境造成很大的污染。 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，完成了風場風電機組的選型。加快發(fā)展風電產(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。 本項目的實施將對當?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，建設風電場是可行的。風力發(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 千瓦的風機與同容量火電裝機相比，每年可減排 2020 噸二氧化碳、 10 噸二氧 化硫、 6 噸二氧化氮。 國內(nèi)風電發(fā)展現(xiàn)狀 最新資料顯示，我國陸地可利用風能資源 3億千瓦，近岸海域可利用風能 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。 (2)建設周期短、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。最后對具有良好經(jīng)濟性的 CDM 風電項目的發(fā)展提出一些建議。 正鑲白旗風電場位于內(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。 擬建風電場場區(qū)不僅大風日多，而且持續(xù)時間長，有著豐富的風力資源，適合開發(fā)大型風力發(fā)電場。 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，而風能資源卻非常豐富，充分利用風能資源，改善當?shù)亟?jīng)濟結(jié)構(gòu)，帶動當?shù)氐慕?jīng)濟飛速發(fā)展，同時也解決了當?shù)氐哪茉炊倘钡膯栴}。 （ 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