中国近海的风能资源资料

1、An Introduction to Database Systems海上(hi shn)风力发电工程第一章 中国(zhn u)近海的风能资源共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源1.1 中国(zhn u)近海的盛兴风1.中国地理环境共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源1月2.盛行风冬季和春季冬季：渤黄海盛行西北风 南黄海和东海(dn hi)盛行北或东北风 南海盛行东北风春季：渤海风向较乱 黄海西北风 东海南海东北风共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源7月台风“达维”台风“韦帕”2.盛兴风夏季(xij) 盛行西南风秋季 盛行偏北风台风影响：夏半年（5-9月

2、）共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源1.2 利用实测(sh c)资料分析近海风能资源1、近海风的观测手段共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源2.测风塔资料处理和计算1)资料质量检验观测数据连续(linx)，有效完整率达90%2）插补订正异塔风速订正同塔风速订正气象观测站风速订正共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源3）平均风功率计算(与风向垂直的单位(dnwi)面积中风所具有的功率)其中平均风功率密度W/m2记录数空气密度 kg/m3第i记录的风速(m/s)值年平均气压气体常数开氏温度海拔高度共三十四页第一章 中国(zhn u)近海的风能资源平均风功率公式

3、推导单位面积为1平方米,则时间t内吹过的空气体积(tj)为V=vt,空气质量为m= xV= vt,空气的动能为E=0.5mv2=0.5* t*v3,所以共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源有关风功率的计算例题每台风力发电机的功率为40kw，风的动能转化为电能的效率为20/100，空气密度是1.29千克每立方米，当地水平风速为10m/s问发电机叶片长度为多少才能满足设计要求(yoqi)？答：设半径为R，则扇叶覆盖面积S=3.14R2,则时间t内吹过发电机的空气体积为V=Svt,空气质量为m=1.29xV=1.29Svt,空气的动能为E=0.5mv2=0.5*1.29St*v3,v=

4、10m/s,所以E=645St,转化为的电能为e=0.2E=129St,所以P=e/t=129S=40kw=40000w,S=3.14R2,最终的R约等于10m/s共三十四页第一章 中国(zhn u)近海的风能资源3船舶气象观测特点观测(gunc)要素观测次数观测高度共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源4.船舶气象观测资料质量控制1）资料一致性检验2）极值检查(jinch)5.中国近海的风速分布1月4月中国近海平均风速和风向（1950-2008）7月10月中国近海年平均风速和盛行风向共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源6.风能计算和资源分布(fnb)（通过计算Weib

5、ull参数计算风能）共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源Weibull两参数估计通常使用的方法有最小二乘法、平均风速(fn s)和标准差法、平均风速(fn s)和最大风速(fn s)法。风功率密度计算要求使用10min平均风速，而船舶测风一般为每天4次定时2min平均风速，所以需要进行时次订正。站名8号潮连岛嵊泗大陈岛台山平潭上川岛涠洲岛西沙珊瑚岛比值0.960.980.960.980.970.940.920.940.960.9410min与2min风速的比例参数共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源6.风能计算(j sun)和 资源分布共三十四页第一章 中国(zhn

6、 u)近海的风能资源1.3近海风能资源数值模拟1.风能资源数值模拟现状丹麦：WAsP 网格(wn )尺度2-5km美国：MesoMap和SiteWind中国：WEST共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源“太阳能和风能资源(zyun)评估”项目，美国NREL对我国东部和近海300万平方千米进行了风能资源评估共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源2.中国气象局风能资源(zyun)数值模拟系统“WERAS/CMA”系统流程图共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源3.中国近海风能(fn nn)资源模拟近海70m高度20年平均风速近海70m高度20年平均风功率共三十四页

7、1.4 QuikSCAT卫星资料在近海风能资源评估中的应用1.卫星测量海面风1)2003年，“太阳能和风能资源评估”，采用QuikSCAT卫星遥感资料作为全球海上风能资源评估的基础数据。2）2004-2006年，丹麦开发了合成孔径雷达（SAR）图像分析系统。3）测风散射计采用主动微波遥感方式(fngsh)，可穿透云层，全天候测量距海平面10m高度的洋面风场。第一章 中国近海(jnhi)的风能资源共三十四页2.QuikSCAT洋面(yn min)风场的探测原理和风场反演1）探测原理雷达方程第一章 中国(zhn u)近海的风能资源雷达横截面参数共三十四页第一章 中国(zhn u)近海的风能资源订正

8、对于有云和降水条件下的测量值应进行校正。校正方法：QuikSCAT/Sea-Winds卫星资料处理时，部分风矢量产品对降雨(jin y)区进行了标准，标注时多采用其他相近时间、空间的微波辐射仪观测资料共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源2)风场反演采用统计方法(fngf)。困难：完全匹配很困难解决办法：将一系列观测值带入概率密度函数得到最大似然方程。求得“模糊”的杨难免风场。假设每个“模糊”的洋面风场元素点与大于一个风测量单元空间距离外的风场存在相关性。风场中模糊值去除：中值滤波法。准确度：97%共三十四页第一章 中国(zhn u)近海的风能资源3.QuikSCAT资料与近海实测资

9、料比较1）上海测风塔对比洋面(yn min)以上70m，60m，50m的相关系数达0.99以上，10m相关系数为0.87.共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源2）渤海石油平台(pngti)对比分析风速标准方差风向标准方差风速相关系数风向相关系数平均风速Weibull_Weibull_2005至2007年QuikSCAT1.961.730.660.557.332.708.25石油平台6.332.267.16结论：卫星与对应时间实测风速的分布形态基本一致共三十四页3）青岛浮标站比较(bjio)分析第一章 中国近海(jnhi)的风能资源共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源5.

10、QuikSCAT卫星资料分析的中国(zhn u)近海资源分布共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源6.月有效(yuxio)平均风功率密度与盛行风向分布1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月共三十四页第一章 中国(zhn u)近海的风能资源7.小结1）QuikSCAT比实测数据大，QuikSCAT与实测数据相关性好，可以通过拟合的方法订正卫星遥感风速。2）30 N以南地区风能密度较高，其中台湾海峡是中国(zhn u)近海风能密度最高区域；30 N以北地区风能密度随纬度的增减递减，南海北部风能密度由东向西递减。共三十四页第一章 中国近海(jnhi)的风能资源1.5合成孔

11、径雷达(SAR)在海上风能(fn nn)资源评估中的应用1.星载SAR测量海面风SAR的应用：海洋权益、资源调查、环境保护、防灾减灾和海洋科学研究 分辨率：1km以上共三十四页第一章 中国(zhn u)近海的风能资源2.ASAR图像反演海面(himin)风海面风场的反演是利用雷达后向散射图像根据经验的地球物理模型函数进行对于给定的 ，如果风向已知，风速就可得到。共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源风向的确定方法：1）根据图像中条纹的排列(pili)进行推断2）根据地（海）面点上的观测资料向空间推广3）利用数值模拟的风向结果。东部近海2005.1.31 10m高度风场反演结果共三十

12、四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源3 ASAR卫星遥感图像的挑选对于海面(himin)风的物理繁衍，其理想的ASAR图像挑选条件包括：图像样本不受时间限制卫星图像在空间上完全重叠上千张以上的图像样本量没有大气的影响海洋表面没有其他因素的影响包含早上和晚上的图像排除只覆盖给定区域边缘的图像若预算允许，可以购买所有能得到的图像，若预算有限，则应挑选200张左右排除明显受降雨影响的图像排除明显受海洋影响的图像共三十四页第一章 中国近海的风能(fn nn)资源4.利用ASAR图像分析(fnx)江苏到杭州湾的风能资源分布特征以江苏到杭州湾的沿海地区为例江苏省到杭州湾的沿海区域ASAR卫星图像的叠加数量分布江苏盐城至杭州湾近海10m高度的风速分布江苏盐城至杭州湾近海10m高度的风功率密度分布共三十四页内容摘要An Introduction to Database Systems。An Introduction to Database Systems。3）平均风功率(gngl)计算(与风向垂直的单位面积中风所具有的功率(gngl)。