河西地区风电资源分析及功率预测

河西地区风电资源分析及功率预测

甘肃省气象服务中心,甘肃兰州730020

摘要:本文以河西地区19个站点气象观测资料为基础,对河西风电资源特征进行分析,提出区域新能源经济发展重点以及风能资源利用现状,对风电资源功率做预测,旨在为发展河西地区资源优势、实施区域发展战略提供参考依据。

关键词:河西地区;风电资源;功率预测

引言

风力发电已成为当今世界主流能源之一,随着我国经济快速发展和工业化进程不断提高,对能源需求越来越大,而解决能源不足问题,就是要推进新能源和可再生能源利用。河西又称河西走廊,位于甘肃西北部内蒙西部,东起乌鞘岭,西与新疆接壤,北靠大漠,是东西长约1000km、南北宽约40~100km狭长地带。河西走廊拥有丰富风能资源,有“世界风库”称谓。河西走廊风能资源理论储量约2亿千瓦,占全省85%,这个地区风力能量密度大,年有效发电时数长,气候环境和风电场建设条件好,发展风电产业具有得天独厚综合优势。近年来河西地区风电产业呈现出快速发展良好势头。

1资料

本文选取河西地区19个气象观测站马鬃山、敦煌、瓜州、玉门镇、鼎新、金塔、肃北、酒泉、高台、临泽、肃南、张掖、民乐、山丹、永昌、武威、民勤、古浪、乌鞘岭等1981-2015年地面观测资料,本文主要选取具有代表性瓜州、玉门、及乌鞘岭等3地数据,对包括年均气温及各站点年最大风速≥5.0m/s日数、最大风速≥10m/s日数、最大风速≥12.0m/s日数(日)、最大风速≥15.0m/s日数、最大风速≥17.0m/s日数气候特征进行统计。

2河西地区风速气候变化特征

2.1风速年际演变特征

从1981-2015年河西地区最大风速≥5.0m/s日数分析,近40年河西地区最大风速≥5.0m/s日数,瓜州年均222.1d,玉门约267.5d,乌鞘岭364.5d。其中20世纪80年代,瓜州、玉门及乌鞘岭最大风速≥5.0m/s日数分别为250.2d、310.5d、364.6d,最大风速≥10m/s日数分别为55.6d、72.3d、238.3d,最大风速≥12m/s日数分别为26.4d、26.5d、133.2d,最大风速≥15m/s日数分别为7.2d、5.5d、42.1d,最大风速≥17m/s日数分别为2.2d、1.3d、14.2d。这三个站点在80年代最大风速日数均为近40年天数最多时期,说明80年代,河西地区≥5.0m/s日数较频繁,而随着全球气候变化,河西地区最大风速日数也发生了变化。

从图1-3分析得出,其中瓜州、玉门镇及乌鞘岭近40年最大风速≥5.0m/s气候倾向率分别为-11.059d/10a、-27.01d/10a和0.134d/10a,最大风速≥10m/s气候倾向率分别为-11.235d/10a、-17.921d/10a和-14.877d/10a,最大风速≥12m/s气候倾向率分别为-6.675d/10a、-6.773d/10a和-15.336d/10a,最大风速≥15m/s气候倾向率分别为:-2.151d/10a、-1.759d/10a和-8.986d/10a,最大风速≥17m/s气候倾向率分别为:-0.846d/10a、-0.389d/10a和-3.922d/10a。从以上数据分析出,近40年河西地区最大风速日数略呈下降趋势。

2.2温度年际演变特征

由近40年河西地区地面观测记录,选出瓜州、玉门镇及乌鞘岭3个具有代表性站点气温观测记录。近40年3站点年均气温分别为9.3℃、7.7℃和0.5℃,其中80年代平均气温分别为8.7℃、7.6℃和-0.2℃,整体上低于平均气温,说明80年代河西地区气温偏低,而随着全球气候变暖,河西地区也处于逐渐增温状态中。

3风能资源利用现状及功率预测

河西地区风速日数年际变化近40年整体呈波动下降趋势,处于偏远乌鞘岭风速日数年际变化不大,而瓜州和玉门变化则相对稍大一些,说明随着城镇化发展,河西地区气象观测站处于日益扩大的绿洲包围中,绿洲站和荒漠站差值不断扩大。因此判断一个地区风能资源,并不能单纯根据数据变化趋势,还要结合观测站点实际情况,虽然近年河西地区风速日数呈略微减小趋势,但纵观历史演变,河西地区风能资源仍有较好持续性。

据相关数据调查,甘肃省风能资源理论储量约1.23亿KW,?其中可开发利用总量为1950万KW,占全国风能资源总量7.7%,排名为全国第五,而这些风能资源主要集中于“风库”河西地区,而安西-玉门、乌鞘岭-古浪是风能大值中心。这些风能利用好的话,能极大节省发电成本,其中酒泉已经建成世界上最大风力发电基地。

河西地区整体上风能普遍较高,10m层内风能密度均在100W/m2之上,而大部分地方都高于150W/m2,在大值地带,甚至能达到200W/m2。10-70m高度层风能随着高度增长而增长,高度每上升10m,风能便可能增加28W/m2,而70m之上风能大多高于300W/m2,从这个数据分析,可能10-70m层内风能年储总量约1.5×105KWh/m2,按照可利用面积1.0×105km2,河西地区年风能储量可达到1.5×1016KWh,电价按照0.元/KW计算,河西地区风能年产值在千万亿元之上。

4结语

河西地区环境风速较稳定,变化趋势不明显,但风速受绿洲和城市规模扩大影响较明显,在河西地区绿洲表现为明显下降。从历史看,河西地区风能资源存在较好持续性,干旱少雨气候,更加强开发清洁风能迫切性。当地工农业发展受到生态环境制约,却充分为风能资源开发利用提供了富余土地保障。因此在河西地区大力发展风电资源开发,使荒漠戈壁变为宝藏之地,带动整个区域经济发展。

参考文献

[1]薛建秀,迟文静,王金婵.风能资源评估及风电发展前景展望[J].合作经济与科技,2019(10).

[2]刘艳艳,张多勇,张耀宗,等.1958~2012年河西走廊风能资源时空变化特征及影响因素分析[J].中国农业资源与区划,2016,37(10).

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