基于WRF模式的江蘇沿海風(fēng)能資源評(píng)估研究.pdf

1、在風(fēng)能資源開發(fā)利用中，風(fēng)能評(píng)估是風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，準(zhǔn)確掌握風(fēng)機(jī)高度上的風(fēng)力資源狀況也非常關(guān)鍵。本文利用美國(guó)中尺度氣象模式WRF，結(jié)合測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)資料，對(duì)江蘇沿海地區(qū)風(fēng)能資源狀況進(jìn)行了高空間分辨率的數(shù)值模擬，分析了江蘇沿海地區(qū)風(fēng)能資源狀況。主要研究結(jié)論如下： (1)通過(guò)對(duì)如東東凌測(cè)風(fēng)塔2005年10～60m高度風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)的計(jì)算分析，得出了5月份是風(fēng)速最大值時(shí)段，從日變化來(lái)看，日出后風(fēng)速逐漸增大，17時(shí)前后達(dá)到日最大，然后逐漸

2、減小；10～60m高度上的風(fēng)速主要集中在4～8m/s，平均風(fēng)速隨高度的變化呈現(xiàn)對(duì)數(shù)增加趨勢(shì)；不同季節(jié)、不同高度上的風(fēng)向、風(fēng)速頻率有所不同：10～60m高度風(fēng)功率密度隨高度變化呈現(xiàn)乘冪增加趨勢(shì)，如東沿海地區(qū)近地層風(fēng)能儲(chǔ)量可觀，開發(fā)潛力較大。 (2)選取2005年風(fēng)速值最大的5月份進(jìn)行WRF數(shù)值模式的應(yīng)用試驗(yàn)研究，將模擬結(jié)果與測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明模擬風(fēng)速的日變化趨勢(shì)與實(shí)測(cè)風(fēng)速日變化趨勢(shì)一致，且兩者相關(guān)關(guān)系密切，較好地

3、體現(xiàn)了該時(shí)段內(nèi)風(fēng)速變化規(guī)律；模擬風(fēng)向與實(shí)際風(fēng)向基本吻合，模擬場(chǎng)與實(shí)測(cè)場(chǎng)基本一致；平均風(fēng)功率密度模擬值能較準(zhǔn)確的反映實(shí)測(cè)值，所以此設(shè)計(jì)方案的WRF模式能較準(zhǔn)確地反映江蘇沿海地區(qū)風(fēng)場(chǎng)狀況。 (3)利用WRF模式對(duì)代表年各季代表月(1、4、7、10月)的江蘇沿海地區(qū)風(fēng)資源狀況進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果中風(fēng)速與風(fēng)能密度規(guī)律相似，都是春季最大，夏季最小；風(fēng)能從沿海海岸向內(nèi)陸逐漸減小，且沿海海岸帶梯度變化顯著；最大值在海島(東西連島)及沿海海

4、岸帶附近，洪澤湖、太湖等水域上空有相對(duì)高值出現(xiàn)。經(jīng)分析研究，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的最佳位置在蘇中南沿海海岸帶附近及連云港的東西連島地區(qū)。 (4)模式模擬結(jié)果清晰反映了風(fēng)能資源隨海岸線的變化，模擬出了風(fēng)能資源相對(duì)大小分布及從海上向陸地迅速衰減的特點(diǎn)，且能準(zhǔn)確體現(xiàn)地形、海陸差異等對(duì)中尺度流場(chǎng)分布的影響。風(fēng)速與風(fēng)能密度都是隨高度升高逐漸增大，低層海岸帶梯度變化較明顯，隨高度增加逐漸減弱；洪澤湖、太湖等水域與周圍陸地的差異隨高度升高逐漸減??；低層