江蘇省風(fēng)能資源評(píng)估及開發(fā)利用的若干問題研究

【摘要】：風(fēng)能資源作為可再生的清潔能源,被認(rèn)為是最具有發(fā)展前景的新型能源之一。本論文在對(duì)歷史資料進(jìn)行均一化檢驗(yàn)和訂正的基礎(chǔ)上,基于測(cè)風(fēng)塔資料和WRF模式,深入開展江蘇沿海、沿湖等典型區(qū)域的風(fēng)特性及風(fēng)能資源狀況研究,并建立單機(jī)風(fēng)向風(fēng)速預(yù)測(cè)技術(shù),同時(shí),在明確江蘇省主要?dú)庀鬄?zāi)害分布特征和強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,研究風(fēng)能開發(fā)利用面臨的主要?dú)庀鬄?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)適應(yīng)潛在風(fēng)險(xiǎn),為江蘇風(fēng)電開發(fā)和沿海、沿湖風(fēng)能資源的可持續(xù)利用提供技術(shù)支撐和決策依據(jù)。主要結(jié)果如下： 【1】基于氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù),使用SNHT方法、滑動(dòng)t檢驗(yàn)和E-P方法對(duì)風(fēng)速序列進(jìn)行檢驗(yàn),分別出現(xiàn)了突變點(diǎn)漏判、突變點(diǎn)誤判和較多的連續(xù)突變點(diǎn),表明其對(duì)風(fēng)速序列均一化檢驗(yàn)并非十分適合。而利用滑動(dòng)t檢驗(yàn)和SNHT綜合檢驗(yàn)方法對(duì)風(fēng)速序列進(jìn)行均一化檢驗(yàn),得到了較好的效果,表明,滑動(dòng)t檢驗(yàn)和SNHT綜合檢驗(yàn)方法是適合的氣象臺(tái)站測(cè)風(fēng)資料序列均一性檢驗(yàn)方法。 【2】基于測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)資料,明確了不同下墊面條件下風(fēng)特性的異同。表明,風(fēng)速及風(fēng)功率密度由近海地區(qū)向沿海和內(nèi)陸的洪澤湖逐漸遞減；近海、沿海和沿湖地區(qū)風(fēng)速的月際變化有較好的一致性,春季風(fēng)速最大,初秋風(fēng)速最小；近海、沿海和沿湖地區(qū)風(fēng)速的日變化和垂直變化特征有一定的差異,沿海和近海的風(fēng)速日變化要滯后于內(nèi)陸沿湖地區(qū),同時(shí),高層風(fēng)速變化較低層晚1-2小時(shí),白天上下層風(fēng)速差異明顯小于夜間,春季尤為明顯；東風(fēng)、西風(fēng)條件下的風(fēng)速差異有著明顯的差異,對(duì)如東而言,西風(fēng)條件下風(fēng)速增加幅度遠(yuǎn)高于東風(fēng)條件下的衰減幅度；此外,海、陸之間風(fēng)速有著明顯的差異。洪澤湖地區(qū)“湖陸風(fēng)”特征明顯,有利于該地區(qū)風(fēng)能的增加：近海低層的湍流強(qiáng)度明顯小于沿海和內(nèi)陸的洪澤湖地區(qū)。 【3】利用WRF模式,進(jìn)行了風(fēng)場(chǎng)和垂直方向的風(fēng)特性模擬試驗(yàn),比較模擬與實(shí)測(cè)結(jié)果,各地風(fēng)速的模擬誤差均小于15%,其中,東臺(tái)、如東地區(qū)1月份的模擬誤差僅為5%,表明模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果具有很好的一致性,模擬方案具有很強(qiáng)的風(fēng)能資源模擬能力,非常適合江蘇兼有海、陸、湖下墊面的風(fēng)能資源數(shù)值模擬研究。 【4】基于WRF模式,揭示了洪澤湖地區(qū)局地風(fēng)場(chǎng)和湖陸風(fēng)環(huán)流特征。洪澤湖地區(qū)風(fēng)速呈帶狀分布,平行于湖岸,湖區(qū)風(fēng)速高于陸地,沿湖岸地區(qū)風(fēng)速變化最為明顯,同時(shí),隨著高度的增加,湖、陸風(fēng)速差異明顯減小。湖陸風(fēng)環(huán)流的厚度大約在1km左右。白天湖區(qū)上空以下沉運(yùn)動(dòng)為主,陸地以上升氣流為主,夜間則相反。 【5】基于WRF模式,模擬研究了江蘇省風(fēng)能資源的季節(jié)變化特征,表明,春季是風(fēng)能資源最為豐富的季節(jié),冬季次之,秋季相對(duì)貧乏。江蘇省風(fēng)能資源區(qū)域差異明顯,沿海灘涂為風(fēng)能豐富區(qū),沿海岸、太湖、洪澤湖、高郵湖等為風(fēng)能較豐富區(qū),其余為風(fēng)能一般區(qū)。模擬計(jì)算得到江蘇省風(fēng)能總儲(chǔ)量為81060.75MW,高于利用氣象站資料得到的計(jì)算結(jié)果,更為接近風(fēng)能資源儲(chǔ)量的真實(shí)狀況。 【6】基于WRF模式,進(jìn)行單機(jī)風(fēng)向風(fēng)速預(yù)報(bào),模擬結(jié)果和觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析表明,觀測(cè)和模擬風(fēng)速的相關(guān)系數(shù)在0.59左右,均方根誤差為2.98m/s；模擬所得主導(dǎo)風(fēng)向和實(shí)際主導(dǎo)方向偏差不超過45°。表明,模擬結(jié)果基本反映了該區(qū)域的實(shí)測(cè)風(fēng)場(chǎng)和主導(dǎo)風(fēng)向,該預(yù)報(bào)技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度和風(fēng)電可持續(xù)利用是重要的保障技術(shù)之一。 【7】明確了風(fēng)能開發(fā)利用面臨的主要?dú)庀鬄?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)適應(yīng)潛在風(fēng)險(xiǎn),為風(fēng)電場(chǎng)選址、開發(fā)和可持續(xù)利用提供了決策參考。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)能資源 WRF模式 數(shù)值模擬 觀測(cè) 評(píng)估 湖陸風(fēng)
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TK81
【目錄】：

• 中文摘要8-10
• Abstract10-13
• 第一章 緒論13-28
• 1.1 研究目的意義13-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展15-25
• 1.3 存在的問題25-26
• 1.4 本論文研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容26-28
• 1.4.1 研究目標(biāo)26
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容26-28
• 第二章 測(cè)風(fēng)資料序列均一性檢驗(yàn)及訂正28-50
• 2.1 資料和方法28-33
• 2.1.1 資料28
• 2.1.2 檢驗(yàn)方法28-33
• 2.2 各站歷史風(fēng)速序列的均一性33-43
• 2.2.1 SNHT方法檢驗(yàn)33-35
• 2.2.2 滑動(dòng)t檢驗(yàn)35-36
• 2.2.3 E-P方法檢驗(yàn)36-37
• 2.2.4 Potter法檢驗(yàn)37
• 2.2.5 SNHT與滑動(dòng)t檢驗(yàn)相結(jié)合37-41
• 2.2.6 風(fēng)速均一性檢驗(yàn)方法對(duì)比41-42
• 2.2.7 突變點(diǎn)的確定42-43
• 2.3 風(fēng)速序列的均一化訂正43-45
• 2.4 風(fēng)能評(píng)估"代表年"的確定及風(fēng)速訂正45-48
• 2.4.1 "代表年"的確定45-46
• 2.4.2 測(cè)風(fēng)塔"代表年"風(fēng)速訂正46-48
• 2.5 本章小結(jié)48-50
• 第三章 基于觀測(cè)的風(fēng)特性分析50-77
• 3.1 資料和方法50-52
• 3.1.1 資料來源50-51
• 3.1.2 研究方法51-52
• 3.2 風(fēng)速和風(fēng)向的基本特性52-58
• 3.2.1 風(fēng)速52-56
• 3.2.2 風(fēng)向56-58
• 3.3 風(fēng)速的垂直變化特征58-64
• 3.3.1 不同下墊面的風(fēng)速垂直變化58-60
• 3.3.2 不同天空狀況下的風(fēng)速垂直變化60-62
• 3.3.3 不同季節(jié)的風(fēng)速垂直變化62-63
• 3.3.4 不同下墊面的風(fēng)廓線指數(shù)63-64
• 3.4 水、陸下墊面風(fēng)特征差異64-73
• 3.4.1 水、陸風(fēng)速差異64-67
• 3.4.2 湖陸風(fēng)特征67-70
• 3.4.3 海陸風(fēng)特征70-71
• 3.4.4 湍流強(qiáng)度71-73
• 3.5 主要風(fēng)能資源特征73-75
• 3.5.1 風(fēng)功率密度73
• 3.5.2 風(fēng)能方向頻率73-75
• 3.6 本章小結(jié)75-77
• 第四章 數(shù)值模擬的敏感性試驗(yàn)及風(fēng)特性分析77-100
• 4.1 WRF模式77-79
• 4.2 模擬方案79-81
• 4.3 誤差分析81-84
• 4.4 平均風(fēng)場(chǎng)和風(fēng)速模擬84-87
• 4.4.1 各季風(fēng)場(chǎng)特征84-85
• 4.4.2 風(fēng)隨高度的變化85-87
• 4.5 洪澤湖風(fēng)場(chǎng)模擬87-90
• 4.6 湖陸風(fēng)模擬試驗(yàn)90-96
• 4.6.1 湖陸風(fēng)環(huán)流的演變特征90-94
• 4.6.2 陰、晴條件下的湖陸風(fēng)差異94-96
• 4.7 海陸風(fēng)模擬試驗(yàn)96-98
• 4.8 本章小結(jié)98-100
• 第五章 基于數(shù)值模擬的風(fēng)能資源評(píng)估100-111
• 5.1 風(fēng)能資源的季節(jié)變化100-104
• 5.1.1 風(fēng)功率密度100-102
• 5.1.2 風(fēng)能方向頻率102-104
• 5.2 風(fēng)能資源的垂直變化104-106
• 5.3 風(fēng)能資源區(qū)劃106-108
• 5.3.1 區(qū)劃方法106
• 5.3.2 區(qū)劃結(jié)果106-108
• 5.4 風(fēng)能資源儲(chǔ)量108-109
• 5.4.1 計(jì)算方法108
• 5.4.2 計(jì)算結(jié)果108-109
• 5.5 本章小結(jié)109-111
• 第六章 風(fēng)能開發(fā)利用保障技術(shù)研究111-136
• 6.1 資料和方法111-114
• 6.1.1 資料和來源111-112
• 6.1.2 研究方法112-114
• 6.2 單機(jī)風(fēng)向風(fēng)速預(yù)報(bào)試驗(yàn)114-122
• 6.2.1 研究對(duì)象及計(jì)算方案114-115
• 6.2.2 預(yù)報(bào)結(jié)果分析115-122
• 6.3 風(fēng)電場(chǎng)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估122-128
• 6.3.1 氣象災(zāi)害影響分析123-125
• 6.3.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估125-128
• 6.4 風(fēng)電場(chǎng)對(duì)鳥類的影響128-134
• 6.4.1 研究區(qū)概況128-129
• 6.4.2 保護(hù)區(qū)鳥類區(qū)系組成129-131
• 6.4.3 保護(hù)區(qū)鳥類的生態(tài)分布131-132
• 6.4.4 保護(hù)區(qū)鳥類的活動(dòng)特點(diǎn)132-133
• 6.4.5 風(fēng)電場(chǎng)對(duì)鳥類的影響133-134
• 6.5 本章小結(jié)134-136
• 第七章 結(jié)論與展望136-141
• 7.1 主要結(jié)論136-139
• 7.2 特色與創(chuàng)新之處139-140
• 7.3 論文不足之處及今后的展望140-141
• 參考文獻(xiàn)141-154
• 附圖154-162
• 致謝162

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城市建筑物對(duì)城市邊界層三維結(jié)構(gòu)影響的數(shù)值模擬    陳炯;鄭永光;鄧蓮堂;

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風(fēng)電場(chǎng)功率短期預(yù)測(cè)方法研究    韓爽

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美國(guó)西北部太平洋沿岸的風(fēng)能資源    劉景民;劉靈;

鄱陽湖區(qū)風(fēng)能資源及其利用前景    肖佐中,張金保

抓住機(jī)遇　開發(fā)風(fēng)電市場(chǎng)    徐學(xué)策

江蘇省風(fēng)能資源的分布和利用    張一民,沈才元,劉鳳英

用于風(fēng)電場(chǎng)選址的風(fēng)能資源評(píng)估軟件    楊振斌,薛桁,袁春紅,孫振澤

廣東省風(fēng)能資源區(qū)劃研究    毛慧琴,宋麗莉,黃浩輝,植石群,劉愛君

廣西風(fēng)能資源評(píng)價(jià)工作探討    甘一忠;

高分辨率數(shù)值模式在風(fēng)能資源評(píng)估中的應(yīng)用初探    穆海振;徐家良;柯曉新;唐琳;陳德亮;

風(fēng)能資源與風(fēng)電開發(fā)    李志梅;趙東標(biāo);

新疆風(fēng)力發(fā)電政府規(guī)制的思考    陳艷;白灝;

鄱陽湖區(qū)風(fēng)能資源及其利用前景    王保生;劉文英;盧冬梅;

WAsP模型對(duì)風(fēng)能資源預(yù)測(cè)的應(yīng)用解釋    楊勤;桑建人;丁永紅;

復(fù)雜地形風(fēng)能資源微尺度數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)研究    方艷瑩;朱蓉;何曉鳳;王鵬;

風(fēng)能資源評(píng)價(jià)指標(biāo)研究    鄧晶;蘇明山;

利用MM5結(jié)合CALMET研究甘肅酒泉地區(qū)風(fēng)能資源    王興;馬鵬里;張鐵軍;林紓;

基于邊界層模式的湖北省風(fēng)能模擬試驗(yàn)    任永建;劉敏;袁業(yè)暢;楊宏青;孫善磊;

威海區(qū)域風(fēng)能資源動(dòng)力降尺度模擬研究    董旭光;劉煥彬;叢美環(huán);

我國(guó)風(fēng)能資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及存在的問題    楊振斌;薛桁;袁春紅;朱瑞兆;

風(fēng)能資源的氣候?qū)W數(shù)值模擬方法研究    何曉鳳;朱蓉;周榮衛(wèi);

福建省風(fēng)能、抽水蓄能的資源與開發(fā)    朱光華;林琳;陳文群;

中外風(fēng)電企業(yè)內(nèi)蒙競(jìng)逐風(fēng)    曹丹

江蘇風(fēng)能資源凸現(xiàn)投資價(jià)值    記者 高杰

湖北“追風(fēng)”之路    記者 李濟(jì)東通訊員 田禎福 王亞東

龍?jiān)磁c麗江政府簽訂風(fēng)能資源合作協(xié)議    通訊員 宗京

再造西部陸上三峽    趙亞平

中丹風(fēng)能合作：從理念到方法    本報(bào)記者 史曉斐　實(shí)習(xí)記者 吳艷秋

湖南永順縣開發(fā)水能和風(fēng)能資源    本報(bào)記者 劉麟　通訊員 覃遵奎 向水生

能源危機(jī)面前 風(fēng)電大有作為    趙小蘭 蘇玉君 張?zhí)旌?/span>

我省風(fēng)能開發(fā)走在全國(guó)前列    本報(bào)記者 吳洪新華社記者 項(xiàng)開來

民勤積極開發(fā)利用風(fēng)能資源    記者 張永文

風(fēng)能資源數(shù)值模擬及其在中國(guó)風(fēng)能資源評(píng)估中的應(yīng)用研究    張德

江蘇省風(fēng)能資源評(píng)估及開發(fā)利用的若干問題研究    許遐禎

我國(guó)風(fēng)能資源最優(yōu)化開發(fā)研究    王健

近岸海洋風(fēng)能的星載SAR遙感技術(shù)及應(yīng)用研究    ?？》?/span>

江蘇省沿海潮間帶風(fēng)電產(chǎn)業(yè)綜合評(píng)價(jià)研究    嚴(yán)曉建

發(fā)展中國(guó)家建筑利用太陽能和風(fēng)能技術(shù)的持續(xù)環(huán)境應(yīng)用研究    Opoku George（喬治）

基于公共物品供應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略研究    劉萬福

風(fēng)電—燃?xì)廨啓C(jī)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)若干關(guān)鍵問題的研究    包能勝

基于低碳經(jīng)濟(jì)視角的中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究    遲遠(yuǎn)英

我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的培育與發(fā)展問題研究    王正明

基于WRF模式的洪澤湖風(fēng)能資源數(shù)值模擬研究    丁慧

基于MM5與CALMET相結(jié)合的江蘇省風(fēng)能資源模擬及評(píng)估    徐進(jìn)

基于WRF與CFD模式結(jié)合的風(fēng)能資源數(shù)值模擬研究    方艷瑩

基于NLMSFD模式的風(fēng)能資源評(píng)估數(shù)值方法研究    李文靜

風(fēng)能資源評(píng)估和機(jī)組選型在風(fēng)電場(chǎng)選址中的應(yīng)用    方笑

黑龍江省風(fēng)能資源評(píng)估    王永亮

風(fēng)電場(chǎng)建模及電源擴(kuò)展規(guī)劃研究    張立軍

山東省風(fēng)能資源分析評(píng)估    王金霞

遼寧大風(fēng)氣候特征及風(fēng)能資源分析    孟瑩

吉林省水能和風(fēng)能等可再生能源合理配置的研究    周哲