苍溪县风能资源时空分布特征研究

杨雷刚 赵周 钱益

摘 要：广元市政府与中国大唐集团四川分公司签订在苍溪县亭子口开发风能资源协议，为了能够合理利用风能资源，避免风能资源浪费，使风电事业取得理想的效益，客观评价苍溪县风能资源利用率就显得很重要。利用苍溪县14個区域站点和苍溪基本站2015—2018年的小时风速数据，从有效风速时数计算各区域站3年风力机实际做功，进而分析苍溪风能资源时间和空间的分布特征。

关键词：风能;风力机实际功率;有效风速时数

文章编号：1004-7026（2019）02-0089-02         中国图书分类号：R-05;C913.6        文献标志码：A

风能资源是一种绿色环保、可再生的能源，风能资源的高效开发、利用是实现我国绿色发展、节能减排的重要举措之一。风电作为风能资源最有效、广泛的利用形式，已成为我国能源结构性改革的重要抓手。

四川省广元市风能资源丰富，为大力实施资源转化战略，加快低碳建设，2009年5月，广元市完成了风能资源开发利用可行性调研。同年6月，完成了部分地区10 m以下高度的风能数据观测和历史数据资料整理。紧接着完成了风能资源数字模拟、经验观测等前期工作，提出启动风能资源开发的初步构想，并力争列入全国和全省风能资源开发利用试点市[1]。

1  资料与方法

1.1  资料

评估所用资料为苍溪县2015—2018年14个区域站和大监站地面10 m高度小时风速资料，用10 min平均风速代替小时平均风速。

1.2  方法

利用苍溪县15个站点2015—2018年的小时风速数据，计算各区域站3年风力机实际做功。

风力机实际功率为[2]：

上式中，K为风能利用系数，一般为0.3～0.4;ρ为空气密度，ρ=1.225 5 kg/m3;D为风轮直径，m;V为小时平均风速;W为做功，kW·h。

2  风能资源时空分布规律

2.1  有效风速时数

有效风速是指风速大于风力机启动风速、小于风力机切断风速;启动风速是指风力机开始运转的风速，取小时平均风速3 m/s;切断风速是指风力机的极限风速，一般取小时平均风速20 m/s。2015—2018年15个站点有效风速时数见表1。

从表1中可以看出，有效风速时长大于3 000 h的站点有禅林、中土、白桥、文昌、云峰、茶店和五龙，均占总时长的12%以上。

2.2  风力机实际做功

有效风速时数多并不能完全说明风机做功就多，在风机利用系数一定的条件下，有效风速内，风速越大，有效风速时数越长，风机做功越多。因此还需计算风力机实际做功量。2015—2018年15个站点风力机实际做功量见表2。

从表2可看出风力机做功最大的站点是禅林，其次为白桥;从表1可看出有效风速时数最大的站点是禅林，其次为中土。虽然中土有效风速时数大于白桥，但是其风机实际做功远小于白桥，可得出中土较小有效风速所占时间较长。

2.3  风力机做功时空分布特征

表1得到有效风速时数前5站点排名为禅林、中土、白桥、文昌和云峰，表2可得出风力机做功前5站点排名为禅林、白桥、亭子、文昌和中土。综合表1和表2，表明云峰有效时数长但有效风速过小，亭子有效时数短但有效风速较大，因此云峰和亭子为异常站点排除，可得禅林、白桥、文昌、中土为有效站点，其风力机功率数随时间分布特征。

从禅林、白桥、文昌和中土4个乡镇月风机做功量的时间分布规律可知，最大值和极大值均出现在每年4月份附近;从空间分布上看，多集中在苍溪县西北部，该区域平均海拔600 m，地势平坦，地形起伏不明显，受北风影响较大。

3  结束语

通过对2015—2018年苍溪15个站点10 m高度小时风速数据分析，可知苍溪县风能资源丰富的地区为禅林、中土、白桥一带，均位于苍溪县的西北部，有效风速时数占全年的百分之12%以上，风能最显著的禅林月平均风能在15万kW以上;第4位的中土月平均也在3万kW以上。这对于风力发电选址具有重要参考意义。虽然以目前地面10 m高度的风速资料来看，禅林、白桥、文昌和中土是苍溪县风能资源最多的地方，但是，想要建风力发电站，还需结合高空风资料具体分析各项指标，综合各要素谨慎选址建站[3]。

参考文献：

[1]徐凯.四川北大门要建风能基地[N].四川日报，2010-04-13（1）.

[2]孙卫国.气候资源学[M].北京：气象出版社，2008.

[3]李勇.风能资源利用效率评价研究[D].吉林：东北电力大学，2017.