基于wrf模式的江苏沿海风能资源评估研究

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1、摘要在风能资源开发利用中，风能评估是风电场建设的前提和基础，准确掌握风机高度上的风力资源状况也非常关键。本文利用美国中尺度气象模式WRF，结合测风塔实测资料，对江苏沿海地区风能资源状况进行了高空间分辨率的数值模拟，分析了江苏沿海地区风能资源状况。主要研究结论如下：(1)通过对如东东凌测风塔2005年10～60m高度风速风向数据的计算分析，得出了5月份是风速最大值时段，从日变化来看，日出后风速逐渐增大，17时前后达到日最大，然后逐渐减小；10---60m高度上的风速主要集中在4---8rn／s，平均风速随高度的

2、变化呈现对数增加趋势；不同季节、不同高度上的风向、风速频率有所不同：10～60m高度风功率密度随高度变化呈现乘幂增加趋势，如东沿海地区近地层风能储量可观，开发潜力较大。(2)选取2005年风速值最大的5月份进行WRY数值模式的应用试验研究，将模拟结果与测风塔实测数据进行对比分析，结果表明模拟风速的日变化趋势与实测风速日变化趋势一致，且两者相关关系密切，较好地体现了该时段内风速变化规律；模拟风向与实际风向基本吻合，模拟场与实测场基本一致；平均风功率密度模拟值能较准确的反映实测值，所以此设计方案的WRF模式能较准

3、确地反映江苏沿海地区风场状况。(3)利用WRF模式对代表年各季代表月(1、4、7、10月)的江苏沿海地区风资源状况进行了数值模拟。模拟结果中风速与风能密度规律相似，都是春季最大，夏季最小；风能从沿海海岸向内陆逐渐减小，且沿海海岸带梯度变化显著；最大值在海岛(东西连岛)及沿海海岸带附近，洪泽湖、太湖等水域上空有相对高值出现。经分析研究，风力发电场的最佳位置在苏中南沿海海岸带附近及连云港的东西连岛地区。(4)模式模拟结果清晰反映了风能资源随海岸线的变化，模拟出了风能资源相对大小分布及从海上向陆地迅速衰减的特点，且

4、能准确体现地形、海陆差异等对中尺度流场分布的影响。风速与风能密度都是随高度升高逐渐增大，低层海岸带梯度变化较明显，随高度增加逐渐减弱；洪泽湖、太湖等水域与周围陆地的差异随高度升高逐渐减小；低层受局地地形的影响十分显著，随高度增加地形影响作用逐渐削弱。经研究得出，70--一100m高度为适宜风机装机高度。关键词：江苏沿海，WRF模式，模拟试验，风能资源评估AbstractInthedevelopmentandutilizationofwindenergyresources，theenergyassessment

5、isaprerequisiteandinfrastructurefortheconstructionofwindfarms．Itisveryimportanttoaccuratelyknowwellthestateofwindintheheightofwindgeneratorturbine．Usingthewinddataofthewindtower,withhiighspatialresolutionforthewindenergyassessment,thewindenergyresourcedist．

6、ributionsinJiangsucoastalzonesisconductedwithm．eso—scalemeteorologicalmodelWRFofAmerica．Themainconclusionsareasfollowing：(1)AnalyzedthewinddataoftheRudongDongLingwindtowerin2005，withtheheightofthewinddataisfrom10meterto60meter．TheresultSshowthatthebiggestwi

7、ndhappensinMay,duringthediurnalvariationofwindspeed，thewindspeedgraduallyincreaseaftersunrise，thenthewindspeedgraduallyreduce；Thewindspeedfrom10meterto60meterconcentratein4"～8m／s，theaveragewindspeedwithheightaccordingtotherulesofnaturallogarithmincrease；Ind

8、ifferentseasonsanddifferentheights,thewinddirectionfrequencyandwindspeedfrequencyaredissimilar；TheaveragewindpowerdensitywithheightfromlOmto60maccordingtotherulesofpowerlawincreasethesurfacelayerofRudo