1-8中国的风能资源分布
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1)风能密度和利用小时数,或者风能储量即风 能密度乘可利用小时数.风能密度愈大、利用小时 数愈多或风能储量愈大,风力机利用效率就愈高。
2)风能的季节变化。这也是设计蓄电装置和备 用电源的重要参数。
3)风力机最大设计风速(即极限风速)。极限风 速取得过大,会造成浪费;取得偏小,风力机又有 被损坏的危险。要使风力机安全可靠地运行,必须 推算出一定量现期下的最大风速。
2、次最大风能资源区
内蒙古和甘肃北部,该地区终年为西风带控 制,而其又是冷空气入侵首当其中的地方,风能 密度为200~300W/m2,有效风力出现时间百分率为 70%, ≥3的风速全年有5000h以上, ≥6的风速 有2000h以上。
特点:由北向南逐渐减少,但幅度小于东南 沿海。该地区虽然风能密度较东南沿海为小,但 其分布范围较广,是我国连成一片的最大风能资 源区。
沿海及岛屿 东沙等,可利用小时数约在7000-8000小时
内陆
• 湖泊和特殊地形的影响,风能也较丰富
• 如鄱阳湖附近较周围地区风能就大,湖南衡山、安徽的黄山、云 南太华山等也较平地风能为大
表1 中国风能资源较丰富省区(10m)
省区
内蒙古 新疆 黑龙江 甘肃 吉林 河北 辽宁
风能资源 (10,000kW)
第三级区划指标:风力机的最大工作风速。
风力机最大设计风速一般取当地最大风速。 在此风速下,要求风力机能抵抗垂直于风的平面上 所受到的压强。使风机保持稳定、安全,不致产生 倾斜或被破坏。由于风力机寿命一般为20~30年, 为了安全,我们取30年一遇的最大风速值作为最大 设计风速。根据我国建筑结构规范的规定,“以一 般空旷平坦地面、离地10m高、30年一遇、自记 10min平均最大风速”作为进行计算的标准。
根据上述原则,可将全国风能资源划分为4个 大区、30个小区,各区地理位置:
I区:风能丰富区 ⅠA34a—东南沿海及台湾岛屿和南海群岛秋冬特强 压型。 ⅠA21b—海南岛南部夏春强压型。 ⅠA14b—山东、辽东沿海春冬强压型。 ⅠB12b—内蒙古北部西端和锡盟春夏强压型。 ⅠB14b—内蒙古阴山到大兴安岭以北春冬强压型。 ⅠC13b-c—松花江下游春秋强中压型。
根据第三次风能资源普查结果,中国技术可 开发(风能功率密度在150W/m2及其以上)的陆地 面积约为20万Km2。考虑风电场中风电机组的实际 布置能力,按照低限3MW/Km2、高限5MW/Km2计算, 陆上技术可开发量为6亿~10亿KW。
三北地区
• 东北、华北、西北地区丰富带处于中高纬度,风能功率密度在 200~300瓦/m2以上,有的可达500瓦/ m2以上
锡林郭勒职业学院
第八节 中国的风能资源分布
内容简介
1、了解中国风能资源的特点; 2、掌握我国风能资源的分区情况。
苏龙嘎
一、 我国风能资源情况
2004-2005年,中国气象局第三次全国风能资 源普查,得出中国陆地和海洋10m高度层风能资源 的理论值,可开发储量分别为32.26和43.5亿KW、 技术可开发量分别为2.53亿KW和2.97亿KW的结论。
2003-2005年联合国环境规划署组织国际研究 机构,采用数值模拟方法开展了风能资源评价的研 究,得出中国陆地上离地面50m高度层风能资源技 术可开发量可以达到25.48亿KW的结论。
2006年国家气候中心也采用数值模拟方法对 中国风能资源进行评价,得到的结果是:在不考 虑青藏高原的情况下,全国陆地上离地面10m高 度层风能资源技术可开发量为25.48亿KW,大大 超过第三次全国风能资源普查的数据。
四、我国风能资源分区
1、最大风能资源区 东南沿海及其岛屿:有效风能密度≥200W/m2
的等值线平行于海岸线,沿海岛屿的风能密度 >300以上,有效风力出现时间百分率达80~90%, ≥3m/s的风速全年出现时间约为7000~8000h, ≥6的风速也有4000h。
特点:向内陆地区迅速衰减,不到100Km的地 带,风能密度降至50W/m2,成为全国风能最小区。
Ⅳ:风能贫乏区 ⅣJ12d—四川、甘南、陕西、鄂西、湘西和贵北 春夏弱压型。 ⅣJl4d—南岭山地以北冬春弱压型。 ⅣJ43d—南岭山地以南冬秋弱压型。 ⅣJ14d—云贵南部春冬弱压型。 ⅣK14d—雅鲁藏布江河谷春冬弱压型。 ⅣK12c—昌都地区春夏中压型。 ⅣL12c—塔里木盆地西部春夏中压型。
5、最小风能资源区
云贵川,甘肃、陕西南部,河南、湖南西部, 福建、广东、广西的山区以及塔里木盆地。有效 风能密度在50以下,可利用的风力仅有20%左右, ≥3的风速全年累积时数在2000h以下,≥6的风速 在150h以下。
其中四川盆地和西双版纳地区风能最小,全 年静风频率在60%以上,≥3的风速全年累积仅 300h,≥6的风速仅20h。
第一级区划指标:主要考虑有效风能密度的大小和全年 有效累积小时数。
风能丰富区(“Ⅰ”区):将年平均有效风能密度 大于200W/m2、3~20m/s风速的年累积小时数大 于5000h;
风能较丰富区(“Ⅱ”区):将150~200W/m2 、3~ 20m/s风速的年累积小时数在3000~5000h的划为;
3、大风能资源区
黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海。 风能密度在200W/m2以上,≥3和6的风速全年 累积时数分别为7000和3000。
4、较大风能资源区
青藏高原、三北地区北部和沿海。这个地区(出去 前述部分)风能密度在150~200W/m2之间,≥3的风速全 年累积为4000~5000h,≥6的风速全年累积为3000以上。
• 如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等、可利用 的小时数在5000小时以上,有的可达7000小时以上
• 沿海丰富带年有效风能功率密度在200瓦/ m2以上,将风能功率 密度线平行于海岸线,沿海岛屿风能功率密度在500瓦/ m2以上
• 如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、
wenku.baidu.com
6、可季节利用的风能资源区 (4)和(5)地区以外的广大地区,
季节性较强。
思考题
1、我国的风能资源有何特点? 2、我国的风能资源是如何分区的?
可利用区
Ⅲ区
150~50
贫乏区
Ⅳ区
≤50
风速≥3m/s的年 ≥5000 5000~4000 4000~2000 ≤2000 小时数(h)
占全国面积(%)
8
18
50
24
第二级区划指标:主要考虑一年四季中各季风能密
度和有效风力出现小时数的分配情况,即风能的季
节性变化。
利用1961~1970年间每日4次定时观测的风速资 料,先将483个站风速≧3m/s的有效风速小时数点成 年变化曲线。然后,将变化趋势一致的归在一起,作 为一个区。再将各季有效风速累积小时数相加,按大 小次序排列。这里,春季指3~5月,夏季指6~8月, 秋季指9~11月,冬季指12、1、2月。分别以 1、2、 3、4表示春、夏、秋、冬四季。如果春季有效风速 (包括有效风能)出现小时数最多,冬季次多,则用 “14”表示;如果秋季最多,夏季次多,则用“32” 表示; 其余依此类推。
6178 3433 1723 1143 638 612 606
省区
山东 江西 江苏 广东 浙江 福建 海南
风能资源 (10,000kW)
394 293 238 195 164 137 64
2002年中国颁布了《全国海洋功能划》, 对港口航运、渔业开发、旅游以及工程用海区 等作了详细规划。如果避开上述这些区域,考 虑其总量10%~20%的海面可以利用,风电机组 的实际布置按照5MW/Km2计算,则近海风电装机 容量为1亿~2亿KW。
Ⅱ区:风能较丰富区 ⅡD34b—东南沿海(离海岸20~50km)秋冬强压型。 ⅡD14a—海南岛东部春冬特强压型。 ⅡD14b—渤海沿海春冬强压型。 ⅡD34a—台湾东部秋冬特强压型。 ⅡE13b—东北平原春秋强压型。 ⅡE14b—内蒙古南部春冬强压型。 ⅡE12b—河西走廊及其邻近春夏强压型。 ⅡE21b—新疆北部夏春强压型。 ⅡF12b—青藏高原春夏强压型。
计算了全国700多个气象台、站30年一遇的最大风 速。按照风速,将全国划分为4级:风速在35~ 40m/s以上(瞬时风速为50~60m/s),为特强 最大设计风速,称特强压型;风速30~35m/s (瞬时风速为40~50m/s),为强设计风速,称 强压型;风速25~30m/s(瞬时风速为30~40m/ s),为中等最大设计风速,称中压型;风速25m /s以下,为弱最大设计风速,称弱压型。4个等 级分别以字母a、b、c、d表示。
Ⅲ区:风能可利用区 ⅢG43b—福建沿海(离海岸50~100km)和广东沿 海冬秋强压型。 ⅢG14a—广西沿海及雷州半岛春冬特强压型。 ⅢH13b——大小兴安岭山地春秋强压型。 ⅢI12C—辽河流域和苏北春夏中压型。 ⅢI14c—黄河、长江中下游春冬中压型。 ⅢI31c—湖南、湖北和江西秋春中压型。 ⅢI12c—西北五省的一部分以及青藏的东部和南 部春夏中压型。 ⅢI14c—川西南和云贵的北部春冬中压型。
风能可利用区(“Ⅲ”区):将50~150W/m2 、3~ 20m/s风速的年累积小时数在2000~3000h;
风能贫乏区(“Ⅳ”区):将50W/m2以下、3~20m/ s风速的年累积小时数在2000h以下。
表2 风能区划表
区指标
丰富区
Ⅰ区
年有效风能密度 ≥200 (w/m2)
较丰富区
Ⅱ区
200~150
综合来看,中国可开发的风能潜力巨大, 陆上加海上的总量有7亿~12亿KW,风电具有 成为未来能源结构中重要组成的资源基础。
二、我国风能资源的特点
1、风能资源季节分布与水能资源互补: 中国风能资源丰富但季节分布不均匀,一般春、
秋和冬季丰富,夏季贫乏。水能资源丰富,雨季在南 方大致是3月到6月,或4月到7月,在这期间的降水量 占全年的50%~60%;在北方,不仅降水量小于南方, 而且分布更不均匀,冬季是枯水季节,夏季为丰水季 节。丰富的风能资源与水能资源季节分布刚好互补, 大规模发展风力发电可以一定程度上弥补中国水电冬 春两季枯水期发电电力和电量之不足。
其中青藏高原≥3的风速全年累积可达6500h,但由 于青藏高原海拔高、空气密度小,所以风能密度相对较 小,在4000m的高度,空气密度为地面的67%,也就是所 同样的8的风速,在平地为313.6W/m2,而在4000m的高 度却只有209.3。因此如按3和6的风速出现的时数算, 青藏高原属于最大区,但实际小于东南沿海。
2、风能资源地理分布与电力负荷不匹配:
沿海地区电力负荷大,但是其风能资源 丰富的陆地面积小;北部地区风能资源很丰 富,电力负荷却很小,给风电的开发带来经 济性困难。由于大多数风能资源丰富区,远 离电力负荷中心,电网建设薄弱,大规模开 发需要电网延伸的支撑。
三、我国风能的三级区划指标体系
进行风能区划时,主要考虑三个因素:
2)风能的季节变化。这也是设计蓄电装置和备 用电源的重要参数。
3)风力机最大设计风速(即极限风速)。极限风 速取得过大,会造成浪费;取得偏小,风力机又有 被损坏的危险。要使风力机安全可靠地运行,必须 推算出一定量现期下的最大风速。
2、次最大风能资源区
内蒙古和甘肃北部,该地区终年为西风带控 制,而其又是冷空气入侵首当其中的地方,风能 密度为200~300W/m2,有效风力出现时间百分率为 70%, ≥3的风速全年有5000h以上, ≥6的风速 有2000h以上。
特点:由北向南逐渐减少,但幅度小于东南 沿海。该地区虽然风能密度较东南沿海为小,但 其分布范围较广,是我国连成一片的最大风能资 源区。
沿海及岛屿 东沙等,可利用小时数约在7000-8000小时
内陆
• 湖泊和特殊地形的影响,风能也较丰富
• 如鄱阳湖附近较周围地区风能就大,湖南衡山、安徽的黄山、云 南太华山等也较平地风能为大
表1 中国风能资源较丰富省区(10m)
省区
内蒙古 新疆 黑龙江 甘肃 吉林 河北 辽宁
风能资源 (10,000kW)
第三级区划指标:风力机的最大工作风速。
风力机最大设计风速一般取当地最大风速。 在此风速下,要求风力机能抵抗垂直于风的平面上 所受到的压强。使风机保持稳定、安全,不致产生 倾斜或被破坏。由于风力机寿命一般为20~30年, 为了安全,我们取30年一遇的最大风速值作为最大 设计风速。根据我国建筑结构规范的规定,“以一 般空旷平坦地面、离地10m高、30年一遇、自记 10min平均最大风速”作为进行计算的标准。
根据上述原则,可将全国风能资源划分为4个 大区、30个小区,各区地理位置:
I区:风能丰富区 ⅠA34a—东南沿海及台湾岛屿和南海群岛秋冬特强 压型。 ⅠA21b—海南岛南部夏春强压型。 ⅠA14b—山东、辽东沿海春冬强压型。 ⅠB12b—内蒙古北部西端和锡盟春夏强压型。 ⅠB14b—内蒙古阴山到大兴安岭以北春冬强压型。 ⅠC13b-c—松花江下游春秋强中压型。
根据第三次风能资源普查结果,中国技术可 开发(风能功率密度在150W/m2及其以上)的陆地 面积约为20万Km2。考虑风电场中风电机组的实际 布置能力,按照低限3MW/Km2、高限5MW/Km2计算, 陆上技术可开发量为6亿~10亿KW。
三北地区
• 东北、华北、西北地区丰富带处于中高纬度,风能功率密度在 200~300瓦/m2以上,有的可达500瓦/ m2以上
锡林郭勒职业学院
第八节 中国的风能资源分布
内容简介
1、了解中国风能资源的特点; 2、掌握我国风能资源的分区情况。
苏龙嘎
一、 我国风能资源情况
2004-2005年,中国气象局第三次全国风能资 源普查,得出中国陆地和海洋10m高度层风能资源 的理论值,可开发储量分别为32.26和43.5亿KW、 技术可开发量分别为2.53亿KW和2.97亿KW的结论。
2003-2005年联合国环境规划署组织国际研究 机构,采用数值模拟方法开展了风能资源评价的研 究,得出中国陆地上离地面50m高度层风能资源技 术可开发量可以达到25.48亿KW的结论。
2006年国家气候中心也采用数值模拟方法对 中国风能资源进行评价,得到的结果是:在不考 虑青藏高原的情况下,全国陆地上离地面10m高 度层风能资源技术可开发量为25.48亿KW,大大 超过第三次全国风能资源普查的数据。
四、我国风能资源分区
1、最大风能资源区 东南沿海及其岛屿:有效风能密度≥200W/m2
的等值线平行于海岸线,沿海岛屿的风能密度 >300以上,有效风力出现时间百分率达80~90%, ≥3m/s的风速全年出现时间约为7000~8000h, ≥6的风速也有4000h。
特点:向内陆地区迅速衰减,不到100Km的地 带,风能密度降至50W/m2,成为全国风能最小区。
Ⅳ:风能贫乏区 ⅣJ12d—四川、甘南、陕西、鄂西、湘西和贵北 春夏弱压型。 ⅣJl4d—南岭山地以北冬春弱压型。 ⅣJ43d—南岭山地以南冬秋弱压型。 ⅣJ14d—云贵南部春冬弱压型。 ⅣK14d—雅鲁藏布江河谷春冬弱压型。 ⅣK12c—昌都地区春夏中压型。 ⅣL12c—塔里木盆地西部春夏中压型。
5、最小风能资源区
云贵川,甘肃、陕西南部,河南、湖南西部, 福建、广东、广西的山区以及塔里木盆地。有效 风能密度在50以下,可利用的风力仅有20%左右, ≥3的风速全年累积时数在2000h以下,≥6的风速 在150h以下。
其中四川盆地和西双版纳地区风能最小,全 年静风频率在60%以上,≥3的风速全年累积仅 300h,≥6的风速仅20h。
第一级区划指标:主要考虑有效风能密度的大小和全年 有效累积小时数。
风能丰富区(“Ⅰ”区):将年平均有效风能密度 大于200W/m2、3~20m/s风速的年累积小时数大 于5000h;
风能较丰富区(“Ⅱ”区):将150~200W/m2 、3~ 20m/s风速的年累积小时数在3000~5000h的划为;
3、大风能资源区
黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海。 风能密度在200W/m2以上,≥3和6的风速全年 累积时数分别为7000和3000。
4、较大风能资源区
青藏高原、三北地区北部和沿海。这个地区(出去 前述部分)风能密度在150~200W/m2之间,≥3的风速全 年累积为4000~5000h,≥6的风速全年累积为3000以上。
• 如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等、可利用 的小时数在5000小时以上,有的可达7000小时以上
• 沿海丰富带年有效风能功率密度在200瓦/ m2以上,将风能功率 密度线平行于海岸线,沿海岛屿风能功率密度在500瓦/ m2以上
• 如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、
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6、可季节利用的风能资源区 (4)和(5)地区以外的广大地区,
季节性较强。
思考题
1、我国的风能资源有何特点? 2、我国的风能资源是如何分区的?
可利用区
Ⅲ区
150~50
贫乏区
Ⅳ区
≤50
风速≥3m/s的年 ≥5000 5000~4000 4000~2000 ≤2000 小时数(h)
占全国面积(%)
8
18
50
24
第二级区划指标:主要考虑一年四季中各季风能密
度和有效风力出现小时数的分配情况,即风能的季
节性变化。
利用1961~1970年间每日4次定时观测的风速资 料,先将483个站风速≧3m/s的有效风速小时数点成 年变化曲线。然后,将变化趋势一致的归在一起,作 为一个区。再将各季有效风速累积小时数相加,按大 小次序排列。这里,春季指3~5月,夏季指6~8月, 秋季指9~11月,冬季指12、1、2月。分别以 1、2、 3、4表示春、夏、秋、冬四季。如果春季有效风速 (包括有效风能)出现小时数最多,冬季次多,则用 “14”表示;如果秋季最多,夏季次多,则用“32” 表示; 其余依此类推。
6178 3433 1723 1143 638 612 606
省区
山东 江西 江苏 广东 浙江 福建 海南
风能资源 (10,000kW)
394 293 238 195 164 137 64
2002年中国颁布了《全国海洋功能划》, 对港口航运、渔业开发、旅游以及工程用海区 等作了详细规划。如果避开上述这些区域,考 虑其总量10%~20%的海面可以利用,风电机组 的实际布置按照5MW/Km2计算,则近海风电装机 容量为1亿~2亿KW。
Ⅱ区:风能较丰富区 ⅡD34b—东南沿海(离海岸20~50km)秋冬强压型。 ⅡD14a—海南岛东部春冬特强压型。 ⅡD14b—渤海沿海春冬强压型。 ⅡD34a—台湾东部秋冬特强压型。 ⅡE13b—东北平原春秋强压型。 ⅡE14b—内蒙古南部春冬强压型。 ⅡE12b—河西走廊及其邻近春夏强压型。 ⅡE21b—新疆北部夏春强压型。 ⅡF12b—青藏高原春夏强压型。
计算了全国700多个气象台、站30年一遇的最大风 速。按照风速,将全国划分为4级:风速在35~ 40m/s以上(瞬时风速为50~60m/s),为特强 最大设计风速,称特强压型;风速30~35m/s (瞬时风速为40~50m/s),为强设计风速,称 强压型;风速25~30m/s(瞬时风速为30~40m/ s),为中等最大设计风速,称中压型;风速25m /s以下,为弱最大设计风速,称弱压型。4个等 级分别以字母a、b、c、d表示。
Ⅲ区:风能可利用区 ⅢG43b—福建沿海(离海岸50~100km)和广东沿 海冬秋强压型。 ⅢG14a—广西沿海及雷州半岛春冬特强压型。 ⅢH13b——大小兴安岭山地春秋强压型。 ⅢI12C—辽河流域和苏北春夏中压型。 ⅢI14c—黄河、长江中下游春冬中压型。 ⅢI31c—湖南、湖北和江西秋春中压型。 ⅢI12c—西北五省的一部分以及青藏的东部和南 部春夏中压型。 ⅢI14c—川西南和云贵的北部春冬中压型。
风能可利用区(“Ⅲ”区):将50~150W/m2 、3~ 20m/s风速的年累积小时数在2000~3000h;
风能贫乏区(“Ⅳ”区):将50W/m2以下、3~20m/ s风速的年累积小时数在2000h以下。
表2 风能区划表
区指标
丰富区
Ⅰ区
年有效风能密度 ≥200 (w/m2)
较丰富区
Ⅱ区
200~150
综合来看,中国可开发的风能潜力巨大, 陆上加海上的总量有7亿~12亿KW,风电具有 成为未来能源结构中重要组成的资源基础。
二、我国风能资源的特点
1、风能资源季节分布与水能资源互补: 中国风能资源丰富但季节分布不均匀,一般春、
秋和冬季丰富,夏季贫乏。水能资源丰富,雨季在南 方大致是3月到6月,或4月到7月,在这期间的降水量 占全年的50%~60%;在北方,不仅降水量小于南方, 而且分布更不均匀,冬季是枯水季节,夏季为丰水季 节。丰富的风能资源与水能资源季节分布刚好互补, 大规模发展风力发电可以一定程度上弥补中国水电冬 春两季枯水期发电电力和电量之不足。
其中青藏高原≥3的风速全年累积可达6500h,但由 于青藏高原海拔高、空气密度小,所以风能密度相对较 小,在4000m的高度,空气密度为地面的67%,也就是所 同样的8的风速,在平地为313.6W/m2,而在4000m的高 度却只有209.3。因此如按3和6的风速出现的时数算, 青藏高原属于最大区,但实际小于东南沿海。
2、风能资源地理分布与电力负荷不匹配:
沿海地区电力负荷大,但是其风能资源 丰富的陆地面积小;北部地区风能资源很丰 富,电力负荷却很小,给风电的开发带来经 济性困难。由于大多数风能资源丰富区,远 离电力负荷中心,电网建设薄弱,大规模开 发需要电网延伸的支撑。
三、我国风能的三级区划指标体系
进行风能区划时,主要考虑三个因素: