利用mm+结合calmet+研究甘肃酒泉地区风能资源

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1、利用MM5结合CALMET研究甘肃酒泉地区风能资源王兴1-2，马鹏里2，张铁军3，林纾2（1.中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室，甘肃兰州730020；2.西北区域气候中心，甘肃兰州730020；3.兰州中心气象台，甘肃兰州730020）摘要：利用分辨率为1°*1°的NCEP再分析资料，采用中尺度模式MM5结合诊断风场模型CALMET对2009年6月至2010年5月甘肃省酒泉地区风能资源进行分辨率为1km×1km模拟。通过对酒泉地区模拟风速与测风塔观测风速的对比分析得出，在远离山体并地势平

2、坦的地区误差较小，地形复杂的地区误差偏大。用于对比的10座风塔中有7座风塔70米高度处相对误差基本在10%以内，其他地形复杂的三座风塔70米高度处误差稍大也都在20%以内。风速和风功率密度的季节变化表现为春季最大，其次冬秋季，最小的是夏季。这种季节变化与地形地势及所受天气系统有着密切联系。随着高度的递增酒泉地区风速也逐渐加大，在河西走廊西端和酒泉北部等海拔较低的地区风速随高度增加的趋势尤为明显。通过对模拟年度风速年景分析得出，模拟年度在酒泉地区属于大风年，若分析酒泉地区多年平均风况，需要对模拟结果进行订正。关键词：MM5，CALMET，酒泉，风能引言中国作为能源

3、消费大国，能源产业的发展支撑着经济的高速发展。随着煤炭供应的日趋紧张以及化石能源带来的环境问题，提高能源利用效率和发展新能源已成为必然。风能资源是清洁的可再生能源，风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一[1]。近年来，世界风电装机容量以年平均近30%的速度快速增长，风电技术日渐成熟，单机容量不断增加，发电成本大幅降低，展现了良好的发展前景[2]。发展风电对于调整能源结构、减轻环境污染等方面有着重要的意义[3]。我国曾在1980年代初作过全国风能普查工作[4-7]，但近20多年来，全球气候发生了较大的变化，在1978年前后

4、，我国气候甚至北半球气候发生了突变，温度持续上升，不同区域的气象要素都发生了不同程度的变化。在气候变暖的背景下，我国风能资源的变化如何？为了尽快掌握我国风能资源的分布状况，在2004年初，国家发展改革委员会和中国气象局联合部署关于开展对我国风能资源的评估工作，目的就是为政府决策部门充分开发和利用我国部分地区得天独厚的风能资源优势、建设大中型风电场提供科学依据，这项工作将对缓解我国电力紧张的局面、调整能源结构、促进生态环境的改善、保障可持续发展具有重要的意义。在2006年结束的第三次全国风能普查工作中，应用气象站的测风资料分析，甘肃省风能资源总储量为2.37亿千瓦

5、，占全国总储量的7.3%。研究表明，甘肃省风能资源可观，且主要集中在河西地区。前三次普查主要依据的是气象台站的测风资料，不足的是由于城市化的发展，气象站经常位于居民区的周围，使台站的测风代表性逐渐减弱，同时气象站点分基金项目：中国气象局“甘肃省风能资源详查与评价数值模拟专项”项目资助作者简介：王兴（1982-），女，硕士，工程师，主要从事气候变化与资源方面的研究，E-mail:shatha@sina.com布稀疏，因此基于气象台站的风能普查对野外大面积的风能资源状况所知甚少。与以往风能普查比较，本文利用数值模式对酒泉地区风能资源进行模拟，实现对酒泉地区风能资源由

6、单点认识到大面积分布状况的了解，而此项工作在甘肃尚未系统的开展。目前国内外利用数值模式进行风场和风能资源的研究已有很多[8-17]，其中一些是针对近海地区和地形相对平坦地区的风能模拟[8-15]，另外一些是复杂地形下的风能模拟[16-17]。张德等利用加拿大风能资源数值模拟系统(WEST)进行中国风能资源的模拟,得到了水平分辨率5km、低空垂直分辨率10m的中国风能分布图谱，表明WEST在中国中东部海拔较低地区的模拟能力较好,而对于中国西部高原的模拟结果不理想[8],邢旭煌等也利用WEST对海南及近海风能进行模拟，表明west对平坦地形的风况模拟能力较强[9]。

7、龚强等和袁春红等利用MM5分别对辽宁和广东沿海及近海海域及的风能进行了模拟，表明MM5模式对大范围区域风能的宏观评估具有很好的参考价值[10-11]，赵彦厂等利用区域气候模式Regcm3进行了江苏省风能评估试验[12]，但分辨率都较低。穆海振等利TAPM模式对上海及海上的风能进行了评估，取得了很好的效果[13-14]。贺志明利用RBLM模式模拟了一个月的鄱阳湖区风能资源，然而模拟的代表性不足[15]。刘宣飞、朱瑞兆运用一层、σ坐标下的中尺度模式，对地面风长进行了诊断模拟，表明该简单模式对复杂地形下的中尺度流场有一定的模拟能力,能模拟出地形和海陆差异导致的一些局地

8、风场[16]。李磊等将计