【正文】 ric field is feasible. Key word: Wind electric field。近年來，世界風電裝機容量迅猛增長， 2020 年全球風機裝機容量已達到 萬千瓦，是 1981 年的 4900 多倍， 1992 年的 27倍多。三北地區(qū)風能資源非常豐富，并且風電場地勢平坦，交通方便，破壞性風速極少，有利于大規(guī)模開發(fā)風電場。 (3)可靠性高、運行維護簡單：由于現(xiàn)代高科技運用到風力發(fā)電機組，機組壽命提高。 內蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟風電情況 截至目前 ,內蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟風電項目獲國家和自治區(qū)發(fā)改委核準風電項目 24 項 ,累計裝機容量達到 162 萬千瓦。海拔 1230m～ 1250m 左右 (黃海高程，下同 )。 風電場建設符合我國能源開發(fā)戰(zhàn)略的需要 開發(fā)新能源是我國能源戰(zhàn)略的重要組成部分，風能資源的開發(fā)利用是我國能源發(fā)展戰(zhàn)略 和調整電力結構的重要措施之一，是符合內蒙古自治區(qū)能源結構調整和可持續(xù)發(fā)展的需要，目前內蒙古能源結構主要是以煤電為主，煤炭資源開發(fā)和水資源的利用浪費很大，調整能源結構，成為當前緊要問題。 綜上所述，風能資源作為一種清潔能源，對于當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展，保護環(huán)境，減少污染，實現(xiàn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展，效果顯著。 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 6 第 二 章 風力資源 風電場地形風力資源概述 正鑲白旗風電場位于內蒙古自治區(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。年平均降水量 360mm，年最大降雨量 （ 1961 年），年最小降雨量 （ 1962 年）。氣象站主要氣象要素特征值見表 22。 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 10 表 25氣象站多年平均全年各風向頻率 （ %） 風向 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)計年限 1996年～ 2020年 圖 23 氣象站多年（ 19962020）平均年風向玫瑰 風電場風力資源評價 風電場測風情況概 述 測風的目的在于掌握風場風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)價值。 28′15″ 1239 表 27風場測風儀安裝高度及編號 測風塔高度 測風儀安裝高度 設備型號 觀測項目 70m 10m NRG40 風速傳感器 NRG200 風向傳感器 110S 溫度傳感器 BP20 氣壓傳感器 風速、風向、溫度、氣壓 40m NRG40 風速傳感器 風速 50m NRG40 風速傳感器 風速 70m NRG40 風速傳感器 風速、風向 NRG200 風向傳感器 測風數(shù)據(jù)的處理 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》，根據(jù)風場測風獲得的原始數(shù)據(jù)，對其完整性和合理性進行判斷，檢驗出不合理及缺測數(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)完整的風場逐時測風數(shù)據(jù)。趨勢性不合理判別中 ，氣壓不合理數(shù)據(jù)比例 %，氣溫不合理數(shù)據(jù)比例 %，風速不合理數(shù)據(jù)比例為 % ～ %。不同高度風向相差大于 176。 K) 計算得到風電場年平均空氣密度ρ = kg/m3 年風速、風功率密度變化 測風塔風速年變化和 風功率密度年變化見表 211 和表 212，風速和風功率密度日變化對比見表 213。 測風塔 10m、 70m 高主導風向和最大風能密度方向均為 W、 WNW，一致性較好，測風塔 70m 高全年主導風向為 W，頻率為 ％，次主導風向為 WNW，頻率為 %；風能密度最大方向為 WNW，頻率為 ％，主導風向的風能密度方向頻率為 ％。 表 219 實測年最大風速成果表 測風高度（ m） 最大風速（ m/s） 風向 發(fā)生時間 10m 2020310 2:00 40m NW 2020310 2:00 50m 202054 16:40 70m NW 2020310 2:00 NW 202054 16:40 湍流強度 經(jīng)計算測風塔各高度實測年湍流強度范圍為 0～ ，平均值范圍為 ～， 50m～ 70m 湍流強度為 ～ ，湍流強度為 中等程度。 表 220 氣象站歷年平均風速表 單位： m/s 年份 (年 ) 平均風速(m/s) 年份 (年 ) 平均風速(m/s) 年份 (年 ) 平均風速(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 年年平均風速為 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 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 風速 1 風速 2 表 220（ b） 備注：風速 1 是 1996 年 2020 年月平均風速，風速 2 是 2020 年月平均風速 圖 211 測風塔和氣象站多年年風向玫瑰圖 圖 212 各測風位置風速年內變化圖 表 2圖 212 表明，測風塔與氣象站同期和氣象站多年的平均風速存在一定 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 29 的差異，主要原因是兩者周圍的環(huán)境不一樣。各高度風速年變化及風功率密度年變化見表 221～表 222，各高度風速及風功率密度年變化圖和日變化圖見圖 1－ 1圖 1－ 14。 表 224 代表年年風向頻率表 ％ 站碼編號 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S 65m 站碼編號 SSW SW WSW W WNW NW NNW C 65m 表 225 代表年年風能密度方向分布表 站碼編號 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S 65m 2 站碼編號 SSW SW WSW W WNW NW NNW C 65m 0 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 34 表 226各風向平均風速 m/s 站碼編號 N NNE NE ENE E ESE SE SSE 10m 50m 55m 65m 站碼編號 S SSW SW WSW W WNW NW NNW 10m 50m 55m 65m 圖 216 代表年 65m高年風向和風能玫瑰圖 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 35 圖 217 代表年 65m 高全年各月的風向玫瑰圖 NSEW01月9 02月W ESN NSEW03月06月W ESNNSEW05月04月W ESNNSEW10月 11月W ESN NSEW12月09月W ESNNSEW08月07月W ESN18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 36 NSEW01月9 02月W ESN NSEW03月06月W ESNNSEW05月04月W ESNNSEW10月 11月W ESN NSEW12月09月W ESNNSEW08月07月W ESN18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 9 18 27 36 (%) 圖 218 代表年 65m高全年各月的風能玫瑰圖 華北電力 大學工程碩士專業(yè)學位論文 37 (3)年風速和風能頻率分布 年風速頻率分別和年各風速區(qū)間風能頻率見表 22表 228 和圖 219。 由表 22表 222 計算結果表明，風場代表年 10m、 50m、 55m、 65m 年平均風速分別為 、 、 、 ，相應年平均風功率密度分別為、 、 、 。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，同時防風固沙植樹造林等綠化措施也使風速較過去有所降低。測風塔 10m、 70m 主導風向均為 W，次主導風向均為 WNW。 表 214 實測年年風向頻率分布表 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 實測年年各風向平均風速表 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 大學工程碩士專業(yè)學位論文 22 圖 29 測風塔實測年各高度年風向、風能玫瑰圖 年風速和各風速區(qū)間風能頻率分布 測風塔年平均風速和各風速區(qū)間風能頻率分布表見表 217～表 218。測風塔 10m 高各月的風速和風功率密度日變化見圖 28。 c) 氣壓處理 對于因儀器故障等因素所產(chǎn)生的不合理數(shù)據(jù)，采用相鄰小時數(shù)據(jù)替換。≤風向小時平均值 360176。 (2) 檢查測風塔各高度上測風數(shù)據(jù)的時間順序是否符