渤海地区风能资源价值评估

渤海地区风能资源价值评估

摘要本文主要分析了渤海地区最近十年（2002-2011）的每小时平均风速数据，然后获得在渤海地区风能资源的空间分布。然后利用weibull分布估算了渤海地区的风速。根据以上结果，估计了渤海地区风能资源的价值。结果反映了渤海地区风能资源具有巨大的潜在价值，风能资源的开发对解决传统能源危机和保护经济的快速发展具有重要意义。

关键词风力发电风能分布风功率密度风能资源的价值

中图分类号：f426 文献标识码： a

一、渤海地区的风能资源概述

20世纪70年代石油危机以来，世界各国尤其是欧美发达国家开始重视可再生能源的开发与利用。由于风能在其转换为电能的过程中，不污染环境，具有储量丰富、就地取材、不需要运输和无污染，而且其发电成本最接近常规能源等特点，使其发展最为迅速。世界气象组织（wmo）估计，全球风能储量约为2714?？08mw，比全球可开发利用的水能总量还要大10倍，地球上l %的风能若被利用就能满足全球能源的需求。

自20世纪70年代以来，我国学者对中国风能资源开发利用的相关问题进行了大量研究，并在风能资源储量的计算与区划等方面取得了较大的进展。随着计算机技术的发展，近年来我国学者使用数值模拟方法，对缺乏气象观测资料的海上或复杂地形区域风能资源的评估也取得了一定的进展。

环渤海地区包括辽宁、河北、山东及北京、天津。该地区风能资源丰富，近几年随着国家对风能资源开发利用的不断重视，风电产业发展迅速。本文以中国风力发电工程技术研究中心中国风电产业统计据、中国统计年鉴、中国能源统计年鉴、中国城市统计年鉴及河北、辽宁、山东、北京、天津省二市统计年鉴为数据源，探讨环渤海地区风能资源开发及其对经济的影响。

二、数据说明

本文选取的五个城市分布在整个环渤海地区，可以较好地代表渤海地区的气象状况。

三、环渤海地区风能资源的空间分布

根据中国气象科学研究院关于我国风能资源空间分布的三级区划指标体系，我国风能的空间分布可划分为4种区域类型：（1）风能丰富区，即年平均有效风能密度大于200wpm2 ，风速（3～20） mps 的年累积小时数大于5000h；（2）风能较丰富区，即年平均有效风能密度（150～200） wpm2，风速（3～20） mps的年累积小时数为3000h～5000h；（3）风能可利用区，即年平均有效风能密度为（50～150）wpm2，风速（3～20）mps的年累积小时数2 000h～3 000h ；（4）风能贫乏区，即年平均有效风能密度为50wpm2 以下，风速（3～20）mps年累积小时数2 000h以下。

从空间分布看，山东省的风能资源最丰富，风能资源由东（山东半岛尖端的烟台、威海和青岛三市）向西覆盖全省大部分区域，其中近三分之一区域属风能丰富区，二分之一区域以上属风能较丰

富区。

辽宁省的风能资源主要分布在辽河平原及辽东半岛。从葫芦岛到朝阳、阜新、沈阳、鞍山、大连形成的一个环渤海风能带属于风能较丰富区，而远离渤海湾的铁岭、抚顺、本溪、丹东则属于风能可利用区。

河北省风能资源地区分布差异悬殊，在环渤海沿线的秦皇岛、唐山、沧州、滨州和东营等地，以及在西北部的张家口地区风能资源丰富，广大山区及河北平原大部风能资源欠缺。

天津市从海岸线向陆地深入的狭长沿海地区，属于全年可开发区，其年均风速一般在415mps 左右，（ 3～20） mps年有效风速出现时数4800h～6800h，年均有效风能功率密度（70～113）wpm2。

北京市大部分属于风能可开发区，风能资源储量大约30 ?？04 kw左右，其中有10?？04 kw可用于发电，主要集中在北京与河北交界的官厅水库沿岸。

四、环渤海地区风能特点

风能资源由于受地形地貌因素、风力机实际可获取有效可用风能等因素的影响，有效风能密度的分布区域与潜在风能资源分布区域存在着较大差异。环渤海地区有效风能密度的空间分布具有以下特点：

1、大体上环绕渤海成条带状分布。由渤海向陆地，有效风能密度逐渐变小，由大于200wpm2减少到100wpm2以下。

2、由半岛尖端向内陆逐渐减少。辽东半岛和山东半岛的有效风

能密度非常丰富，半岛尖端部分的有效风能密度最高，并逐渐向内陆地区递减。

3、有效风能资源相对贫乏区分布面积广泛。河北平原和山东南部的大部分地区，有效风能资源都相对贫乏。

环渤海地区有效可用风能资源空间分布的地域差异为各省份风能资源开发和利用价值的评估提供了科学依据，也为各省风电产业发展政策的制定提供了决策依据。

五、结论

通过渤海地区五个站点每小时平均风速估计下的风能混合分布，我们得出了以下结论：

1、渤海地区风能资源非常丰富，并且可以用来风能发电；

2、两参数韦伯密度分布可以用来描述渤海地区风能资源分布。

（作者：兰州大学数学与统计学院应用统计专业硕士研究生）参考文献：

[1]王承煦. 风力发电实用技术. 金盾出版社，1999.

[2]吴学光，陈树勇，戴慧珠，等. 最小误差逼近算法在风电场风能资源特性分析中的应用. 电网技术，1998，22（7）：69-74