蒼溪縣風能資源時空分布特征研究

楊雷剛 趙周 錢益

摘 要：廣元市政府與中國大唐集團四川分公司簽訂在蒼溪縣亭子口開發風能資源協議，為了能夠合理利用風能資源，避免風能資源浪費，使風電事業取得理想的效益，客觀評價蒼溪縣風能資源利用率就顯得很重要。利用蒼溪縣14個區域站點和蒼溪基本站2015—2018年的小時風速數據，從有效風速時數計算各區域站3年風力機實際做功，進而分析蒼溪風能資源時間和空間的分布特征。

關鍵詞：風能;風力機實際功率;有效風速時數

文章編號：1004-7026（2019）02-0089-02? ? ? ? ?中國圖書分類號：R-05;C913.6? ? ? ? 文獻標志碼：A

風能資源是一種綠色環保、可再生的能源，風能資源的高效開發、利用是實現我國綠色發展、節能減排的重要舉措之一。風電作為風能資源最有效、廣泛的利用形式，已成為我國能源結構性改革的重要抓手。

四川省廣元市風能資源豐富，為大力實施資源轉化戰略，加快低碳建設，2009年5月，廣元市完成了風能資源開發利用可行性調研。同年6月，完成了部分地區10 m以下高度的風能數據觀測和歷史數據資料整理。緊接著完成了風能資源數字模擬、經驗觀測等前期工作，提出啟動風能資源開發的初步構想，并力爭列入全國和全省風能資源開發利用試點市[1]。

1? 資料與方法

1.1? 資料

評估所用資料為蒼溪縣2015—2018年14個區域站和大監站地面10 m高度小時風速資料，用10 min平均風速代替小時平均風速。

1.2? 方法

利用蒼溪縣15個站點2015—2018年的小時風速數據，計算各區域站3年風力機實際做功。

風力機實際功率為[2]：

上式中，K為風能利用系數，一般為0.3～0.4;ρ為空氣密度，ρ=1.225 5 kg/m3;D為風輪直徑，m;V為小時平均風速;W為做功，kW·h。

2? 風能資源時空分布規律

2.1? 有效風速時數

有效風速是指風速大于風力機啟動風速、小于風力機切斷風速;啟動風速是指風力機開始運轉的風速，取小時平均風速3 m/s;切斷風速是指風力機的極限風速，一般取小時平均風速20 m/s。2015—2018年15個站點有效風速時數見表1。

從表1中可以看出，有效風速時長大于3 000 h的站點有禪林、中土、白橋、文昌、云峰、茶店和五龍，均占總時長的12%以上。

2.2? 風力機實際做功

有效風速時數多并不能完全說明風機做功就多，在風機利用系數一定的條件下，有效風速內，風速越大，有效風速時數越長，風機做功越多。因此還需計算風力機實際做功量。2015—2018年15個站點風力機實際做功量見表2。

從表2可看出風力機做功最大的站點是禪林，其次為白橋;從表1可看出有效風速時數最大的站點是禪林，其次為中土。雖然中土有效風速時數大于白橋，但是其風機實際做功遠小于白橋，可得出中土較小有效風速所占時間較長。

2.3? 風力機做功時空分布特征

表1得到有效風速時數前5站點排名為禪林、中土、白橋、文昌和云峰，表2可得出風力機做功前5站點排名為禪林、白橋、亭子、文昌和中土。綜合表1和表2，表明云峰有效時數長但有效風速過小，亭子有效時數短但有效風速較大，因此云峰和亭子為異常站點排除，可得禪林、白橋、文昌、中土為有效站點，其風力機功率數隨時間分布特征。

從禪林、白橋、文昌和中土4個鄉鎮月風機做功量的時間分布規律可知，最大值和極大值均出現在每年4月份附近;從空間分布上看，多集中在蒼溪縣西北部，該區域平均海拔600 m，地勢平坦，地形起伏不明顯，受北風影響較大。

3? 結束語

通過對2015—2018年蒼溪15個站點10 m高度小時風速數據分析，可知蒼溪縣風能資源豐富的地區為禪林、中土、白橋一帶，均位于蒼溪縣的西北部，有效風速時數占全年的百分之12%以上，風能最顯著的禪林月平均風能在15萬kW以上;第4位的中土月平均也在3萬kW以上。這對于風力發電選址具有重要參考意義。雖然以目前地面10 m高度的風速資料來看，禪林、白橋、文昌和中土是蒼溪縣風能資源最多的地方，但是，想要建風力發電站，還需結合高空風資料具體分析各項指標，綜合各要素謹慎選址建站[3]。

參考文獻：

[1]徐凱.四川北大門要建風能基地[N].四川日報，2010-04-13（1）.

[2]孫衛國.氣候資源學[M].北京：氣象出版社，2008.

[3]李勇.風能資源利用效率評價研究[D].吉林：東北電力大學，2017.