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

【摘要】：風(fēng)能作為一種取之不盡的自然清潔能源,合理的開發(fā)和利用對我國的環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有長遠(yuǎn)意義,而對風(fēng)能資源詳細(xì)準(zhǔn)確的評估是其開發(fā)利用的前提。 本文分別采用MM5模式和MM5/CALMET結(jié)合方案對江蘇省的風(fēng)能資源進(jìn)行數(shù)值模擬,通過MM5模式和MM5/CALMET結(jié)合方案模擬結(jié)果與測風(fēng)塔觀測結(jié)果的對比評估,表明MM5/CALMET結(jié)合方案對風(fēng)場的模擬更為精確和精細(xì),具體表現(xiàn)為：1)MM5/CALMET結(jié)合方案在10、30、50和70 m高度處的模擬年平均風(fēng)速的平均相對誤差分別是28.3%、20.5%、15.7%和12.6%,比MM5模式的模擬結(jié)果的相對誤差分別降低了3.9%、6%、3.9%和3.4%；2)結(jié)合方案可以更好的反映出下墊面對風(fēng)速的影響,在70m高度的結(jié)合方案的模擬風(fēng)場中,依然可以明顯的反映出太湖洪澤湖等由于大面積水而產(chǎn)生的高風(fēng)速區(qū)域和由于丘陵山地而產(chǎn)生的低風(fēng)速區(qū)域,這些特征在MM5模式中沒有明顯的反映；3)MM5/CALMET結(jié)合方案模擬的江蘇省年平均風(fēng)速和風(fēng)功率密度方向頻率、風(fēng)速和風(fēng)功率密度頻率與實(shí)測值相似度較高,基本可以模擬出正確的主導(dǎo)風(fēng)向和次主導(dǎo)風(fēng)向,能夠客觀的反映出江蘇省的風(fēng)能資源量值及分布情形。因此,MM5/CALMET結(jié)合方案可以給出區(qū)域性的風(fēng)能資源更為客觀的評估。 在模擬效果評估的基礎(chǔ)上,利用MM5/CALMET結(jié)合方案的模擬結(jié)果對江蘇省風(fēng)能資源進(jìn)行分析評估,具體分布特征為,1)江蘇省風(fēng)能資源分布由東向西呈遞減狀況,沿海地區(qū)風(fēng)能密度明顯大于內(nèi)陸地區(qū),太湖、洪澤湖和高郵等大面積水域地區(qū)是內(nèi)陸風(fēng)能資源最為豐富的區(qū)域；2)江蘇省風(fēng)能密度隨高度的上升而增大,在70m高度,太湖洪澤湖等大面積水域地區(qū)風(fēng)能密度在300～350 W·m-2之間,沿海地區(qū)風(fēng)能密度均在390 W·m-2以上,其中連云港西連島和南通啟東沿海地區(qū)風(fēng)能密度達(dá)到450 W·m-2以上,可以作為風(fēng)能資源的主要利用地區(qū)。3)江蘇省風(fēng)能分布隨季節(jié)的變化明顯,冬季風(fēng)能密度最大,海陸差異明顯,省內(nèi)風(fēng)能密度基本在170W·m-2以上,沿海地區(qū)風(fēng)能密度最高達(dá)到480 W·m-2左右,秋季風(fēng)能密度最小,分布比較均勻,省內(nèi)大部分地區(qū)在60～180W·m-2之間。4)參考《風(fēng)電場風(fēng)能資源測量和評估技術(shù)規(guī)定》中的規(guī)定,對江蘇省進(jìn)行風(fēng)能資源區(qū)劃,結(jié)果表明連云港西連島和南通啟東部分沿?？梢宰鰹橹攸c(diǎn)開發(fā)對象。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)能 資源評估 MM5 CALMET
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TK81
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 引言7-12
• 1.1 風(fēng)能資源研究的目的和意義7
• 1.2 基于觀測資料的風(fēng)能資源評估7-8
• 1.3 基于數(shù)值模式的風(fēng)能資源評估8-9
• 1.4 存在問題和研究內(nèi)容9-10
• 參考文獻(xiàn)10-12
• 第二章 資料與研究區(qū)域介紹12-15
• 2.1 資料介紹12-13
• 2.1.1 模式初始場12-13
• 2.1.2 觀測資料13
• 2.2 研究區(qū)域概況13-14
• 參考文獻(xiàn)14-15
• 第三章 模式簡介及模擬方案15-24
• 3.1 MM5模式15-17
• 3.1.1 MM5模式簡介15
• 3.1.2 MM5模式框架15-17
• 3.1.3 本文MM5模式模擬方案17
• 3.2 MM5/CALMET結(jié)合模擬方案17-23
• 3.2.1 CALMET模式簡介17
• 3.2.2 CALMET模式框架17-20
• 3.2.3 MM5/CALMET結(jié)合方案介紹20-23
• 參考文獻(xiàn)23-24
• 第四章 MM5與MM5/CALMET結(jié)合方案模擬效果評估24-39
• 4.1 MM5與MM5/CALMET結(jié)合方案模擬效果對比24-29
• 4.1.1 兩種模式模擬風(fēng)速與測風(fēng)塔觀測風(fēng)速對比分析24-28
• 4.1.2 MM5與MM5/CALMET結(jié)合方案模擬風(fēng)場對比28-29
• 4.2 觀測場和MM5/CALMET結(jié)合方案模擬場風(fēng)向、風(fēng)能頻率分布對比29-38
• 4.2.1 風(fēng)向及風(fēng)功率密度方向頻率比較29-33
• 4.2.2 風(fēng)速及風(fēng)功率密度頻率分布對比33-38
• 4.3 本章小結(jié)38
• 參考文獻(xiàn)38-39
• 第五章 基于MM5/CALMET結(jié)合方案的風(fēng)能資源分析39-67
• 5.1 10M高度風(fēng)能資源分布39-43
• 5.1.1 風(fēng)速分布39-41
• 5.1.2 風(fēng)能密度分布41-43
• 5.2 30M高度風(fēng)能資源分布43-49
• 5.2.1 風(fēng)速分布43-46
• 5.2.2 風(fēng)能密度分布46-49
• 5.3 50M高度風(fēng)能資源分布49-54
• 5.3.1 風(fēng)速分布49-51
• 5.3.2 風(fēng)能密度分布51-54
• 5.4 70M高度風(fēng)能資源分布54-59
• 5.4.1 風(fēng)速分布54-56
• 5.4.2 風(fēng)能密度分布56-59
• 5.5 100M高度風(fēng)能資源分布59-63
• 5.5.1 風(fēng)速分布59-61
• 5.5.2 風(fēng)能密度分布61-63
• 5.6 江蘇省風(fēng)能資源區(qū)劃63-65
• 5.7 本章小結(jié)65-66
• 參考文獻(xiàn)66-67
• 第六章 總結(jié)與討論67-69
• 6.1 結(jié)論67
• 6.2 問題及展望67-69
• 致謝69

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