黄河三角洲风能资源研究

【摘要】： 随着经济、社会的发展,人们对传统化石能源的需求不断增加,由此引发的能源危机、环境危机亦日益加剧。积极研究、开发可再生新能源逐渐成为解决危机的迫切需求。风能由于分布广泛、储量丰富而得到人们的广泛重视。现阶段开展风能资源全面科学的调查、评估,对于合理开发利用风能资源,具有重要的现实意义。 黄河三角洲常规能源充足,经济也多是由丰富的油气资源拉动,但一次性常规能源毕竟有枯竭的一天。黄河三角洲要持续发展,应该根据当前国家的政策导向,加大风能资源的开发力度,走传统能源与新能源相结合的发展道路。风能开发和利用首先要摸清风能资源储备情况,但目前对黄河三角洲风能资源的研究现状还不能满足当前和今后一段时期风能开发利用形势的需要。本文采用统计分析与数值模拟相结合的方法,较详细地研究了黄河三角洲的风能资源分布和储量,对进一步开发利用风能资源具有重要意义。主要研究内容及成果包括: [1]从风能的基本理论和研究方法出发,介绍了风能评估的3种方法。通过评价方法比选,确定利用气象站数据与数值模拟方法对研究区域风能资源进行研究。 [2]利用研究区内1971-2007年常规气象站的测风数据,分析了黄河三角洲的10米高度风能资源分布情况,计算了气象站有效风小时数、多年平均风向频率、年平均风功率密度,以及研究区10米高度风能的储量。 [3]为了更好的研究风机的轮廓高度的风能资源,应用中尺度MM5模式对黄河三角洲2007年1月1日-12月31日的风场进行数值模拟。模拟结果表明,模式基本能够反映海陆分布下的风场特征,也基本能够反映风能资源参数的分布以及风速的变化情况。根据模拟结果,计算了黄河三角洲50米、70米高度的年平均风速,年风功率密度。黄河三角洲50米高度风能资源总储量为2.41×107KW,风能资源技术可开发量为3.51×106KW,70米高度上的风能资源总储量为2.53×107KW,风能资源技术可开发量为6.57×106KW。 [4]通过调查黄河三角洲风能资源的开发利用现状,分析了风能资源开发利用的制约因素,并提出了风能资源合理开发利用的相关对策,包括政策优惠、人才的培养、加强投入、进行统一规划设计和加强海上风能资源的开发等。 【关键词】：风能 风能密度 数值模拟 MM5模式
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK89
【目录】：

• 中文摘要7-9
• Abstract9-11
• 1 绪论11-18
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究进展及存在的问题12-15
• 1.2.1 国外研究进展12-14
• 1.2.2 国内研究进展14-15
• 1.2.3 风能资源研究存在的问题15
• 1.3 研究内容及技术路线15-18
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-18
• 2 风资源的基本理论及研究方法18-31
• 2.1 描述风的物理量18-19
• 2.1.1 风的形成18
• 2.1.2 风向18-19
• 2.1.3 风速19
• 2.1.4 风能19
• 2.2 风速变化特性19-23
• 2.2.1 风速随高度变化19-21
• 2.2.2 风速分布理论21-23
• 2.3 风能资源评估的方法23-25
• 2.3.1 基于气象站历史资料的评估23-24
• 2.3.2 基于测风塔观测资料的评估24
• 2.3.3 风能资源评估的数值模拟24-25
• 2.4 中尺度MM5 模式25-31
• 2.4.1 模式简介25-26
• 2.4.2 模式的基本原理26-27
• 2.4.3 模式的基本方程组27-31
• 3 研究区风能资源概况31-44
• 3.1 研究区域概况31-34
• 3.1.1 自然概况32-33
• 3.1.2 社会经济概况33-34
• 3.2 风能资源概况34-40
• 3.2.1 主要风能参数34-39
• 3.2.2 10 米高度的风能储量39-40
• 3.3 风能资源的特点40-43
• 3.3.1 风能资源较丰富40
• 3.3.2 风能的日变化40
• 3.3.3 风能的季节变化40-42
• 3.3.4 风能的年际变化42
• 3.3.5 沿海地区风能受海陆风的影响42-43
• 3.4 小结43-44
• 4 基于数值模拟的风能资源评估44-53
• 4.1 数值模拟方案44-45
• 4.1.1 资料来源44
• 4.1.2 模拟区域和时段44-45
• 4.1.3 参数设置45
• 4.2 数值模拟结果45-51
• 4.2.1 模式检验45-48
• 4.2.2 重点关注高度的年平均风速48-50
• 4.2.3 重点关注高度的年平均风功率密度50-51
• 4.3 小结与讨论51-53
• 5 风能资源的开发利用53-58
• 5.1 风能资源的开发利用现状53
• 5.2 风能资源开发利用存在的主要问题53-56
• 5.2.1 政策体系不完善54
• 5.2.2 技术水平处于研究发展阶段，发电成本高54
• 5.2.3 人员储备不足54
• 5.2.4 缺乏统一的规划54
• 5.2.5 风电场对环境的影响54-56
• 5.3 黄河三角洲风能资源开发利用对策56-58
• 5.3.1 政策优惠56
• 5.3.2 人才培养56
• 5.3.3 加强投入56-57
• 5.3.4 进行统一规划设计57
• 5.3.5 海上风力发电57-58
• 6 结论与展望58-60
• 6.1 结论58
• 6.2 展望58-60
• 参考文献60-62
• 致谢62-63
• 学术论文发表情况63

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