新疆地區(qū)風(fēng)力概況

有效風(fēng)能密度(WindPowerDensity)是指正當(dāng)風(fēng)速在(3-20)m/s內(nèi)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的空氣流所具有的動(dòng)能。根據(jù)美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室編制的手冊(cè)和我國(guó)編制的《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》中推薦的統(tǒng)計(jì)方法,有效風(fēng)能密度計(jì)算公式為(3-1):PWD=(3-1)式中為日平均風(fēng)速(m/s);P為H空氣密度(kg/m3);n為10年日均風(fēng)速在(3-20)m/s內(nèi)的總天數(shù)。在對(duì)有效風(fēng)能密度的計(jì)算中,PWD值應(yīng)以24h自記風(fēng)速數(shù)據(jù)為準(zhǔn),如果取R均風(fēng)速值,那么其計(jì)算結(jié)果那么需要訂正。朱瑞兆比照分析了全國(guó)300多個(gè)站點(diǎn)兩種風(fēng)速資料計(jì)算值,本文借鑒其成果,各氣象站點(diǎn)多年平均風(fēng)功率密度可被分為三個(gè)等級(jí):(0-30)W/m2、(30-60)w/m2和>60W/m2。修正系數(shù)分別為1.2、1.8和2.4,所得結(jié)果與朱瑞兆計(jì)算的各地有效風(fēng)能密度值相近,誤差率均在5%以內(nèi),滿足了風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)潛力宏觀空問(wèn)分析的要求。結(jié)合《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》中風(fēng)能密度等級(jí)表,根據(jù)測(cè)算出的有效風(fēng)能密度大小,全國(guó)風(fēng)能資源豐富度可分為4個(gè)等級(jí)區(qū),其分布如下:(1)風(fēng)能資源豐富區(qū)是有效風(fēng)能密度在200W/m2以上的地區(qū)。主要分布在內(nèi)蒙古中西部等地區(qū),半島、江浙和海南島西岸等區(qū)域的沿海地帶,福建崇武的最高值可到達(dá)392.7W/m2。(2)風(fēng)能資源較豐區(qū)為有效風(fēng)能密度在(100-200)w/in2之間的區(qū)域,主要分布在內(nèi)蒙古高原大部、甘肅河西走廊和定西地區(qū)、新疆北部、青海西北部、云南以及沿海豐富帶向內(nèi)陸以內(nèi)的地區(qū)。(3)風(fēng)能資源中等豐富區(qū)為有效風(fēng)能密度處于(50-100)W/m2之間的區(qū)域,主要分布在新疆中部、西藏中北部、小興安嶺、山東、河南和沿海風(fēng)能較豐區(qū)向內(nèi)陸以內(nèi)的中間的寬闊地帶。(4)風(fēng)能資源貧乏區(qū)是有效風(fēng)能密度低于50W/m2,主要分布在四川、重慶、貴州、湖南、湖北、江西、陜西和云南、廣西、廣東、安徽、河南的局部地區(qū),以及青海東部、新疆西部、西藏東南部等地;其中青藏高原東南部、橫斷山脈、四川盆地、云南西部、貴州北部、重慶南部以及湖南西部等地的風(fēng)能資源最為貧瘠,均小于40W/m2。在重慶酉陽(yáng)和云南景洪,10年平均有效風(fēng)能密度接近于0,為全國(guó)最低值。根據(jù)風(fēng)能可用時(shí)數(shù)分布風(fēng)能可用時(shí)數(shù)(WindAvailableTime)是指風(fēng)速在(3?20)m/s內(nèi)可供持續(xù)利用小時(shí)數(shù),通常以年為統(tǒng)計(jì)單元。參考美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室編制的《WindResourceAssessmentHandbook》手冊(cè)和我國(guó)《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》中推薦的統(tǒng)計(jì)方法,風(fēng)能可用時(shí)數(shù)計(jì)算公式為(3-2):(3-2)其中n為10年日均風(fēng)速在(3~20)m/s內(nèi)的總天數(shù)。通過(guò)公式統(tǒng)計(jì),2001年-2010年全國(guó)離地面10m高度的387個(gè)氣象臺(tái)站年均式中F?為日平均風(fēng)速(m/s);P為H空氣密度(kg/m3);n為10年日均風(fēng)速在(3-20)m/s內(nèi)的總天數(shù)。19能可用時(shí)數(shù)WAT年,并依據(jù)全國(guó)風(fēng)能區(qū)劃分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),將全國(guó)陸地風(fēng)能資源穩(wěn)定度分為4個(gè)等級(jí)區(qū),其空間分布特征如下:(1)年可用時(shí)數(shù)〉5000h為有效風(fēng)能穩(wěn)定區(qū),包括內(nèi)蒙古中西部、東北平原局部、山東和遼東半島、青海西部、西藏中北部和南部、以及江蘇、浙江、福建、廣西等省的沿海地帶,最高值在浙江石浦,年累計(jì)達(dá)7737.6h。(2)年可用時(shí)數(shù)在4000?5000h之間為有效風(fēng)能較穩(wěn)定區(qū),分布在內(nèi)蒙古大部、東北平原、山東西部、江蘇沿海、安徽局部、寧夏和甘肅南部、新疆北部、西藏中北部和南部、云南東部和海南西部沿海。(3)年可用時(shí)數(shù)在2000?4000h之間為有效風(fēng)能中等穩(wěn)定區(qū),分布在大小興安嶺、長(zhǎng)白山西坡、山東南部、河南中北部、安徽中部、江蘇西部、新疆北部、青海中部、西藏局部、四川西南部和云南北部、廣西和廣爾泡部沿海,以及海南島大部。(4)年可用時(shí)數(shù)<2000h為有效風(fēng)能不穩(wěn)定區(qū),分布區(qū)域最廣,尤其在四川、江西、湖南湖北西部、廣東與廣西的大部、甘肅和陜西南部,以及新疆西部,年可用時(shí)數(shù)均低于lOOOh。全國(guó)最低值仍在重慶酉陽(yáng)和云南景洪,年可用時(shí)數(shù)接近于零。新疆風(fēng)能資源豐富區(qū)集中在9大風(fēng)區(qū),包括達(dá)坂城風(fēng)區(qū),阿拉山口風(fēng)區(qū)、十三間房風(fēng)區(qū)、吐魯番小草湖風(fēng)區(qū)、額爾齊斯河河谷風(fēng)區(qū)、塔城老風(fēng)口風(fēng)區(qū),三塘湖-淖毛湖風(fēng)區(qū)、哈密東南部風(fēng)區(qū)、羅布泊風(fēng)區(qū)。這些風(fēng)區(qū)的中心區(qū)年平均風(fēng)功率密度在200W/m2以上,有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)在5500h以上。有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)指3～25m/s各級(jí)風(fēng)速出現(xiàn)的小時(shí)數(shù)之和。它表征著風(fēng)力發(fā)電機(jī)可能正常運(yùn)行的時(shí)間。新疆9大風(fēng)區(qū)包括了新疆年平均功率密度在150W/m2以上的所有區(qū)域。理論上估計(jì),新疆全年可提供風(fēng)電27673億kW·h,風(fēng)能資源蘊(yùn)藏量極為豐富,是全國(guó)風(fēng)能資源最豐富的地區(qū)。年平均風(fēng)功率密度大于150W/m2的面積為12.6萬(wàn)km2(表1),技術(shù)開(kāi)發(fā)量2.34億kW,理論上估計(jì),新疆全年可發(fā)電6771億kW。評(píng)價(jià)與分析風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)潛力,目標(biāo)為陸上lOm高度,并劃分風(fēng)資源區(qū)域分布格局。從評(píng)價(jià)結(jié)果看,我國(guó)各區(qū)域的風(fēng)能規(guī)?；脻摿Υ嬖谳^大的差異,內(nèi)蒙古中部和西部、河西走廊,以及江蘇、浙江、福建和海南西部沿海幵發(fā)潛力最高,自然和人文環(huán)境限制少,風(fēng)能自然資源優(yōu)越,大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電的可行性最大。其次,風(fēng)能資源比擬豐富,包括內(nèi)蒙錫林郭勒和呼倫貝爾高原、新疆東部和西北部、東北平原、河北北部、云南南部及東部沿海局部地帶,這些地區(qū)也適于規(guī)模化風(fēng)電開(kāi)發(fā)。再次,可開(kāi)發(fā)利用風(fēng)資源規(guī)模小、季節(jié)性利用的其它地區(qū)風(fēng)能幵發(fā)潛力均屬中等。最后,還有風(fēng)能資源太過(guò)貧乏區(qū)域,如一些省份如四川、湖南、江西、貴州等,不具備開(kāi)發(fā)潛力。根據(jù)對(duì)全疆風(fēng)能資源的估計(jì)和風(fēng)區(qū)評(píng)價(jià),從風(fēng)能資源條件、根底設(shè)施、自然條件、經(jīng)濟(jì)開(kāi)展等綜合考慮,烏魯木齊達(dá)坂城風(fēng)區(qū)、阿拉山口風(fēng)區(qū)、十三間房風(fēng)區(qū)和吐魯番小草湖風(fēng)區(qū)在風(fēng)能資源、交通、輸電線路及自然環(huán)境方面都具備了建設(shè)