黑龙江省虎林市风能资源介绍

1、 HYPERLINK /link?url=E9w61sP0-o9H8Oz-nAfBxbrFbfW9bJf1_1QLIXwy2i81qnMN6kRVhb1-yHJSNJ26je4sZQS7203uDigLSMw38b06li150YnAkloYFYsIDNi t /_blank 黑龙江省虎林市风能资源介绍2.1 区域概况2.1.1 地理位置市位于黑龙江东部的完达山南麓，地处东经1320913356北纬45234636之间，北与宝清县、饶河县接壤，西与密山市相邻，东南以乌苏里江和松阿察河为界与俄罗斯隔水相望，全市国土面积9330平方公里。风电场位于黑龙江市新乐乡，场址中心地理位置约东经13257，

2、北纬4550，距市镇北约6km，虎连公路和虎迎公路从风电场山下通过。风电场场址是独立山群，区域内地质属于岩浆岩，没有重要矿藏、军事目标、文物保护区等敏感区，场地布置条件较好。2.1.2 地形地貌地处三江平原，总的地势是由西向东逐渐倾斜，西北高，东南低。风电场场区属于完达山脉及太平岭余岭的孤山丘陵，孤山丘陵面积约80平方公里，四周3050km是平原地，风电场场区平均海拔高度200m，山脊相对平缓。 2.1.3 气候特征市属于中温带季风性大陆气候，冬季漫长寒冷干燥，夏季短促温热多雨，春秋季节交替气温变化急剧。年平均温度3.5C，极端最高气温35.2C，最低气温-36.1C，年平均降水量546.6m

3、m，无霜期平均为125137天，年平均气压1002.0hPa，年平均空气湿度69%，平均冰雹日数1.6天。2.2 气象站资料2.2.1 气象站概况市气象站始建于1964年，现站址位置：北纬4546，东经13258。气象站距离风电场约5km，观测场拔海高度100.2m，比风电场平均高程低约100m，测风仪距地高度11.6m。本项目采集到的气象站主要资料包括：（1）19772006各年逐月平均风速；（2）2006逐时平均风速、风向；（3）其它常规气象要素资料。本项目将市气象站做为风电场的参证气象站，对其测风资料进行综合分析。2.2.2 气象站资料分析 气象概况根据气象站有关资料统计，该地区历史最大

4、风速为35m/s（气象站1979年8月18日），多年平均气温为3.5，年平均雷暴日数为29.2日/年，年平均冰雹次数为1.6次/年，多年平均空气密度为1.233kg/m3。气象站与本风电场观测塔所在位置的地形、地貌基本一致，与风电场直线距离仅5km左右，因此其主要气候特征与风电场基本一致。气象站主要气象参数见表2.2-1。表2.2-1 气象站主要气象参数项目单位指标说明极端最高气温35.2极端最低气温-36.1多年平均气温3.5多年平均气压hPa1002.0多年平均水汽压hPa7.7年均雷暴日数日29.2年均冰雹日数日1.6年无霜日数日137多年最大风速m/s351979年8月18日多年平均降

5、雨量mm546.6多年主风向NNW年平均相对湿度69多年平均空气密度Kg/m31.23 气象站年际风况特征市属中温带季风性大陆气候，受西风环流、西伯利亚气团、蒙古高压、贝加尔湖气旋及东北低压等综合影响，该地区东春季风力最大，秋季次之，风能资源较为丰富。由于城镇的发展变化，测站周围建了许多建筑物，从历年年平均风速看，年平均风速有下降趋势。而就近20年测风资料来看，19872006年风速年际变化比较平缓，近20年平均风速为2.67m/s，而2006年平均风速为2.20m/s。气象站19772006年历年年平均风速见表2.2-2，年平均风速变化直方图见图2.2-1。表2.2-2 气象站1977200

6、6年历年年平均风速表项目年 份19771978197919801981198219831984风速（m/s）3.23.1年份19851986198719881989199019911992风速（m/s）2.83.02.92.9年份19931994199519961997199819992000风速（m/s）3.23.0年份200120022003200420052006风速（m/s）图2.2-1 气象站多年年平均风速变化直方图（1977年2006年） 气象站年内风况特征根据气象站30年的气象统计资料分析，地区风向季节变化比较明显，冬春风速较大，盛行风向为西北风，夏季风速较小，以西南风为主。大风

7、月在3、4月份，小风月为1月份，最大最小风速相差1.3m/s。气象站19772006年多年月平均风速见表2.2-3，多年月平均风速变化直方图见图2.2-2。表2.2-3 气象站多年月平均风速表月份风速（m/s）月份风速（m/s）月份风速（m/s）1月2.35月3.49月2.62月2.76月2.710月3.13月3.47月2.511月3.04月3.68月2.512月2.4图2.2-2 气象站多年月平均风速变化直方图 气象站风况数据综合分析根据气象站资料分析，该地区全年的主风向主要出现在西北和西南向，其中SSW至NNW扇区风向频率占总风向频率的83%，尤其以NNW风向最多，占18%。在地区分布上，

8、因大部分为丘陵地区，且地势由西北向东南倾斜，季节交替气温变化明显。春冬季盛行西北风，西北风向频率为43%；夏秋季盛行西南风，西南风向频率为40%。气象站1977年1月2006年12月的风速观测资料统计显示，1977年2006年多年平均风速为2.85m/s，其中年平均风速最大值为3.6m/s（1979年），最小值为2.2m/s（2006年）。由图2.2-2可知，气象站多年月平均风速在2.2m/s3.6m/s之间；其中三月四月为大风，月平均风速为3.5m/s，一月、十二月为小风月，月平均风速为2.3m/s。2.3 风电场测站测风资料整理和分析为有效开发利用地区的风能资源，主营风电开发的风力发电有限

9、公司于2005年在石青山周围地区设立了3座测风塔,其中2座70m高,一座40m高，分别命名为1号、2号和3号测风塔，本风电场一期工程(义和参场)地区布设了1个70m高的测风塔，用于加密观测义和参场的风资源情况。2.3.1 风电场场址测站基本情况位于风电场的1号测风塔（地点在义和参场）在2005年8月正式开始测风，2号测风塔（地点在平原南山）和3号测风塔（地点在团结参场）在2005年9月正式开始测风，各塔相隔距离约为8km。 1号塔和2号塔在70m、60m、50m、40m、25m和10m高度均安装了1个风速仪测量风速，在70m、40m、25m高度均安装了1个风向标测量风向，在10m高度安装了1个

10、温度传感器测量温度；3号塔分别在40m、25m、10m高度均安装了1个风速仪测量风速，在40m、25m高度均安装了1个风向标测量风向，在10m高度安装了1个温度传感器测量温度。测风仪器采用美国NRG公司制造的测风设备，至今已有近15个月的实测数据资料。2.3.2 风电场场址测站风况资料整理 数据的完整性和合理性分析 本风电场测风数据利用WEPAS软件进行数据验证与评估，该软件是中国水电顾问集团与北京木联能工程科技有限开发的风电场专业软件，该软件设计规范，功能完善，提供的文档资料齐全，在测风数据管理、评估及专业应用方面处于国内领先水平，填补了测风数据验证和评估的空白，达到了国际前沿水平。 因为3

11、号测风塔仅收集到4个月的测风资料（2005年9月2005年12月），完整性较差，因此风况资料分析未将3号塔纳入分析计算中。（一）数据合理性分析及处理1、数据合理性分析：对1号、2号测风塔不同高度同一时段的风速、风向数据进行对比分析，根据有效值范围，并结合2个测风塔数据的相互参考验证，分析判断出不合理的测风数据。2、不合理风速数据的处理：根据不同高度风速相关性分析成果，采用风切变幂公式计算方法修正或直接采用1号、2号测风塔中相同高度同一时段的合理数据做相关修正。3、不合理风向数据处理：在对同一测塔不同高度风向数据进行对比分析基础上，对不不合理数据以同一测风塔其它高度的风向数据替代，或根据1号、2

12、号两测风塔风向数据对比分析成果，用其中某时段合理的测风塔风向数据替代同时段另一测风塔不合理的数据。（二）数据的完整性分析有效数据完整率=（应测数目-缺测数目-无效数据数目）/应测数目100%。经验证，1号、2号测风塔2006年1月1日2006年12月31日时段中，1号测风塔共缺测640分钟，其完整率:99%；2号测风塔共缺测5800分钟，其完整率:98%，符合风电场风能资源评估方法中完整率达到90%以上的规定。（三）测风风向验证对原始数据资料进行分析，1号和2号测风塔主风向均为北北东，本阶段经勘察和咨询当地有关部门，认为本风电场风向宜以两测风塔实测的为准，并对两个测风塔的数据进行相关性分析，替

13、代不合理数据。（四）各测风塔风速相关性分析从表2.3-1可以看出，1号塔和2号塔风速向关性较好，相同高度风速相关系数除10m高度较低外期于均在0.7以上，其他各层不同高度风速相关性较差，具体见表2.3-1。表2.3-1 1号和2号测风塔各高度风速相关性分析成果表高度2 号 测 风 塔10m25m40m50m60m70m1号测风塔10m0.5640.6620.6760.6480.6590.66725m0.6000.6960.7320.7160.7260.73740m0.5980.7090.7610.7550.7140.79250m0.5960.7090.7660.7700.7910.81060m

14、0.5920.7010.7650.7760.8020.82870m0.5490.6630.7380.7480.7790.8 风电场风切变指数分析处理根据本阶段收集的原始观测数据，统计1号、2号测风塔2006年1月1日2006年12月31日一年的实测风速数据，计算1号塔、2号塔实测风切变指数，具体成果见表2.3-2。表2.3-2 石青山风电厂测风塔风切变指数分析成果测风塔高度风速(m/s)风 切 变 指 数10m25m40m50m60m1号测风塔70m7.730.1220.1290.1340.1820.24860m7.440.1110.1080.0910.12750m7.270.1090.103

15、0.06240m7.170.1170.12225m6.770.11410m6.102号测风塔70m7.260.1820.2110.2030.2340.35860m6.870.1660.1860.1440.12950m6.710.1700.2000.15640m6.480.1730.22125m5.840.14810m5.101号和2号测风塔随高度变化曲线如图2.3-1，由于风电场测风塔10m高度风速受周围树木影响，风速偏低，因此推算到25m、40m、50m、70m高度的风剪切系数误差较大。而测风塔40m以上高度受周围地形地貌影响较小，其推算的风切边指数能够比较真实地反映风电机组实际运行情况。根

16、据1号、2号测风塔的风速随高度变化曲线拟合取值计算个高度风切变指数。经综合分析，石青山电场一期工程风切变指数采用1号测风塔70m高度对60m、50m、40m高度的风切变指数的平均值0.188，推算预装风电机组轮毂高度的风况特征。图2.3-1 石青山风电厂1号和2号测风塔风速随高度变化曲线图 风电场代表塔选择意见1号、2号测风塔分别位于拟建场址（石青山）的西测和东测，两塔相距约8km，根据两塔的位置及测风塔控制的范围，1号塔居于义和参场，其控制的范围属于一期工程区域，2号塔居于平原南山区域，其控制范围为二期工程，两个测风塔周围地势高差相对较小，障碍物仅有一些矮小的灌木，因此两个塔均具有代表性。2

17、.3.3 风况资料相关分析 相关性分析根据两测风塔各自控制的范围，本次代表年测风数据分别采用1号塔和2号塔70m高度2006年全年的数据进行分析订正，得出两测风塔代表年的风况数据并推算到本风电场风机预装轮毂高度70m，作为风电场风能资源评估和发电量计算的依据。由于测风塔的资料取自2006年1月1日2006年12月31日，为了对测风塔数据进行订正，保证气象站资料与测风塔资料时间的一致性，气象站的年平均风速的计算也应为同一时段资料。鉴于气象站多年来周围障碍物变化比较大。考虑到周围障碍物因素的变化情况影响，本阶段在进行测风数据订正时，采用气象站1997以来周围地形地貌基本没有变化的多年气象资料对场址

18、观测资料进行补长修正，以使得测风资料具有代表性。气象站19972006年气象站多年年平均风速为2.38m/s，历年年平均风速变化直方图如图2.3-2。图2.3-2 气象站历年年平均风速变化直方图（19972006）气象站距本风电场约5km。两地之间地势高差较小，地形、地貌基本一致。依据气象站19972006年各月平均风速资料和气象站2006年1月1日2006年12月31日逐时风速、风向资料，对本风电场风况进行相关分析，分析成果见表2.3-3和表2.3-4表2.3-3 1号测风塔70m高度数据与气象站分扇区相关分析扇区1号塔70m气象站扇区1号塔70m气象站斜率相关系数斜率相关系数N2.180.

19、86S2.50-0.07NNE2.050.29SSW3.300.69NE2.620.55SW2.700.38ENE2.660.52WSW2.380.15E2.250.90W1.930.58ESE2.440.59WNW1.860.61SE2.330.20NW2.010.61SSE2.87-0.40NNW2.200.89表2.3-4 2号测风塔70m高度数据与气象站分扇区相关分析扇区2号塔70m气象站扇区2号塔70m气象站斜率相关系数斜率相关系数N2.010.71S2.230.46NNE2.010.19SSW2.810.80NE2.110.13SW2.200.07ENE2.350.37WSW2.2

20、10.28E2.040.95W1.850.66ESE2.210.16WNW1.930.71SE2.370.08NW1.880.31SSE2.160.15NNW1.940.8 风况数据补长修正2006年气象站（与风电场测风数据对应的数据测风年）年平均风速为2.20m/s。根据规程规范要求的“风速对应时刻”法，进行气象站与现场测风数据之间的相关分析，对现场测风数据进行补长修正。从表2.3-3和表2.3-4可以查出1号塔和2号塔70m高度数据与气象站各扇区相关系数R值。利用上述测风塔与气象站分扇区相关分析成果，对两测风塔数据分别按扇区进行补长修正，1号塔70m高度测风年年平均风速为7.73m/s，代

21、表年年平均风速7.56m/s，2号塔70m高度测风年年平均风速7.26m/s，代表年年平均风速6.55m/s，具体成果见表2.3-5和表2.3-6。表2.3-5 1号测风塔70m高度数据分扇区补长修正一览表 单位：m/s扇区1号测风塔70m扇区1号测风塔70mN0.32S0.37NNE0.30SSW0.49NE0.39SW0.40ENE0.39WSW0.35E0.33W0.29ESE0.36WNW0.28SE0.35NW0.30SSE0.43NNW0.33表2.3-6 2号测风塔70m高度数据分扇区补长修正一览表 单位：m/s扇区2号测风塔70m扇区2号测风塔70mN0.13S0.14NNE0

22、.13SSW0.18NE0.14SW0.14ENE0.15WSW0.14E0.13W0.12ESE0.14WNW0.12SE0.15NW0.12SSE0.14NNW0.132.4 风电场风能资源综合评价2.4.1 风电场空气密度由于1号塔、号2塔仅有一年多的气温、气压资料，在空气密度推算方面代表性较差，而气象站具备多年气温、气压和水气压资料。石青山风电场与气象站海拔高度相差较小，距离也比较近，空气密度基本一致。因此石青山风电场的空气密度采用气象站多年平均空气密度。气象站历年平均气温3.5，多年年平均气压为1002.0 hPa，多年年平均水汽压为7.7 hPa。按下式计算石青山风电场的多年平均空

23、气密度为1.233 kg/m。2.4.2 1号塔70m高度代表年风能分析1号塔70m高度测风年年平均风速为7.73m/s，代表年年平均风速为7.56m/s，代表年年平均风功率密度406 W/ m2,代表年有效风速小时8357h。通过对测风数据进行分析计算，得到了1号测风塔70m高度数据相应风向玫瑰图和风能玫瑰图，分别见图2.4-1和图2.4-2。图2.4-3为1号测风塔70m高度风速和风能频率分布曲线；图2.4-4为1号测风塔70m高度风速和风功率密度代表年年变化曲线；图2.4-5为1号测风塔70m高度风速和风功率密度代表年日变化曲线；1号测风塔70m高度各月风向、风能玫瑰图见图2.4-6和图

24、2.4-7；1号测风塔70m高度各月的风速和风功率密度日变化曲线图见图2.4-8。图2.4-1 1号测风塔70m高度风向玫瑰图图2.4-2 1号测风塔70m高度风能玫瑰图图2.4-3 1号测风塔70m高度风速风能分布直方图 图2.4-4 1号测风塔70m高度风速和风功率密度代表年年变化曲线图2.4-5 1号测风塔70m高度风速和风功率密度代表年日变化曲线图2.4-6 1号测风塔70m高度各月风向玫瑰图图2.4-7 1号测风塔70m高度各月风能玫瑰图图2.4-8 1号测风塔70m高度各月的风速和风功率密度日变化曲线图2.4.3 2号塔70m高度代表年风能分析2号塔70m高度测风年年平均风速为7.26m/s，代表年年平均风速为6.55m/s，代表年年平均风功率