1、,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。,锡林郭勒职业学院,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
2、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。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。,表1 中国风能资源较丰富省区（10m）,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/Km
3、2计算，则近海风电装机容量为1亿2亿KW。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。,2、风能资源地理分
4、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：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
5、可靠地运行，必须推算出一定量现期下的最大风速。,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（“”区）：将年平均有效风能密度 大于200Wm2、320m/s风速的年累积小时数大 于5000h；风能较丰富区（“”区）：将150200Wm2、3 20ms风速的年累积小时数在30005000h的划为；风能可利用区（“”区）：将50150Wm2、3 20ms风速的年累积小时数在20003000h；风能贫乏区（“”区）：将50Wm2以下、320m s风速的年累积小时数在2000h以下。,表2 风能区划表,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
6、分配情况，即风能的季 节性变化。利用19611970年间每日4次定时观测的风速资料，先将483个站风速3ms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35月，夏季指68月，秋季指911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。,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
7、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2030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。,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3540ms以上（瞬时风速为5060ms），为特强最大设计风速，称特强压型；风速3035ms（瞬时风速为4050ms），为强设计风速，称强压型；风速2530ms（瞬时风速为3040ms），为中等最大设计风速，称中压型；风速25ms以下，为
8、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。,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 A34a东南沿海及台湾岛屿和南海群岛秋冬特强 压型。A21b海南岛南部夏春强压型。A14b山东、辽东沿海春冬强压型。B12b内蒙古北部西端和锡盟春夏强压型。B14b内蒙古阴山到大兴安岭以北春冬强压型。C13b-c松花江下游春秋强中压型。,区：风能较丰富区 D34b东南沿海（离海岸2050km）秋冬强压型。D14a海南岛东部春冬特强压型。D14b渤海沿海春冬强压型。D34a台湾东部秋冬特强压型。E13b东北平原春秋强压型。E14b内蒙古南部春
9、冬强压型。E12b河西走廊及其邻近春夏强压型。E21b新疆北部夏春强压型。F12b青藏高原春夏强压型。,区：风能可利用区 G43b福建沿海（离海岸50100km）和广东沿 海冬秋强压型。G14a广西沿海及雷州半岛春冬特强压型。H13b大小兴安岭山地春秋强压型。I12C辽河流域和苏北春夏中压型。I14c黄河、长江中下游春冬中压型。I31c湖南、湖北和江西秋春中压型。I12c西北五省的一部分以及青藏的东部和南 部春夏中压型。I14c川西南和云贵的北部春冬中压型。,：风能贫乏区 J12d四川、甘南、陕西、鄂西、湘西和贵北 春夏弱压型。Jl4d南岭山地以北冬春弱压型。J43d南岭山地以南冬秋弱压型。J
10、14d云贵南部春冬弱压型。K14d雅鲁藏布江河谷春冬弱压型。K12c昌都地区春夏中压型。L12c塔里木盆地西部春夏中压型。,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8090%，3m/s的风速全年出现时间约为70008000h，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。,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200300W/m2，有
11、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。,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150200W/m2之间，3的风速全年累积为40005000h，6的风速全年累积为3000以上。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
12、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。,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。,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？,
