天津滨海新区风资源特征分析_杨艳娟

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1、天津滨海新区风资源特征分析1杨艳娟（天津市气候中心，天津300074）摘要：风能资源是可再生的清洁能源，具有广阔的开发前景。天津滨海新区处于中国沿海风带上，风资源较好，开发利用前景广阔，风电产业发展迅速。由于风的局地性特征非常强，现有的气象台站风观测远不能满足风资源评估和风电场选址的要求。为此，天津市气象局在天津沿海的滨海新区（包括汉沽、塘沽、大港3个区县）设立3座测风塔，建成专业风能资源观测网，以满足风能资源开发利用的需要。本文利用天津滨海新区3座测风塔整一年测风资料，在对测风资料进行插补订正后，计算了

2、风速、风频及垂直变化特征等，并给出了风功率密度、风能密度等风能资源参数，得到了滨海新区风资源特征。结果表明，滨海新区70m高度年平均风速为5.5～6.1m/s，风速随高度增加明显增大，故可以通过提高塔架高度来提高风资源利用率；春季风速最大，夏季最小；3～7m/s的风速出现频率较高；主导风向为西北风、东南风和西南风。天津滨海新区平均风速虽然不是很高，但风频分布比较适合，具有稳定的主导风向，风的质量很好，且有效小时数高，风资源可利用时间较长。同时风速变化较为平稳，很少有破坏性的风速，在这种风况下，风机的设计和

3、运行都非常经济。3座测风塔中，大港油田和汉沽大神堂风资源较好，若单纯以资源大小来评价，这两地建设大型风电场更为合适。沿海风速随离岸距离增大而迅速衰减，因此可开发的风能资源仅限于沿海地区，但受到土地利用等限制，陆上大型风电场的潜在场地越来越少，开发能力有限。天津地处渤海湾，近海海域有着丰富的风能资源，但海上气象观测站点少，观测资料匮乏，风能资源评估困难，因此应在此基础上，研究海上风能资源评估方法，为海上风电开发提供科学依据。关键词：风能资源；测风塔；天津滨海新区引言随着全球经济的稳步增长，能源消耗量不断增加

4、，能源紧缺是一项重大课题。开发新能源，鼓励新能源产业发展日益受到高度重视。其中，风能作为一种可再生的清洁能源，以其基金项目：发改委和财政部“全国风能资源详查和评价”专项。作者简介：杨艳娟，女，1979年生，硕士，工程师。主要从事气候分析、气候变化和气候应用研究。E-mail：yangyyj1979@163.com。蕴量巨大、分布广泛、没有污染等优势，受到越来越多的重视。风力发电是风能利用的主要方式，随着风力发电技术的成熟和向大规模、大型化、产业化方向的发展，风力发电已成为[1]8目前世界上最引人注目的新型

5、能源。我国陆地上风能资源总储量达43.5×10kw，其中技术8可开发量为2.97×10kw，风能资源高值区主要分布在包括西北地区大部、华北北部、东北[2]大部的北部风能资源丰富带、沿海风能资源丰富地带和青藏高原腹地。沿海地区风能资源丰富，盛行风向相对稳定，因此沿海风能资源开发是我国的一个重要战略选择，将是我国能[3]源战略调整的一个亮点。天津滨海新区处于中国沿海风带上，风资源较好，开发利用前景广阔，风电产业发展迅速。由于风的局地性特征非常强，现有的气象台站风观测远不能满足风资源评估和风电场选址的要求。为此

6、，天津市气象局在天津沿海的滨海新区（包括汉沽、塘沽、大港3个区县）设立3座测风塔，分别位于汉沽大神堂（100m高）、塘沽中新生态城（70m高）、大港油田（70m高），建成专业风能资源观测网（图1），以满足风能资源开发利用的需要。本文根据3座测风塔整一年观测结果，对滨海新区风能资源及开发潜力进行初步分析，以期为天津风能资源的进一步开发利用提供依据。图1天津市风能资源详查区及测风塔位置图1资料和方法1.1资料天津滨海新区位于天津东部沿海，3座测风塔均建在沿海的滩涂上，周围地形较开阔，测风环境较好，能够代表所在

7、区域的风况特征。本文采用3座测风塔2009年9月～2010年8月整一年逐时10min平均风观测资料，风速有效完整率分别为92.7%、95.5%、96.0%，缺测和错误资料利用相关性原理（同塔或异塔风速资料之间的相关，相关系数至少通过0.05信度检验）进行了订正。由于实测风资料仅为1年，需要分析这些风资料的可用度，因此，本文选择具有代表性、近20年来观测环境较好的天津气象站作为参考站，与测风资料作对比分析。天津气象站近20年(1991～2010年)平均风速为2.35m/s，观测年度平均风速为2.38m/s。

8、测风塔测风期间，天津气象站的风速与累年平均风速相差不大，说明测风塔测风是在年平均风速与常年平均风速较为一致的条件下进行的，测风塔测风时段具有较好的代表性。3座测风塔70m高度日平均风速与同期气象站日平均风速的相关系数分别为0.786、0.852、0.793，均可通过信度0.01的显著性检验，说明测风塔观测资料能够反映当地风资源特征。1.2计算方法本文所使用的各风能资源参数，均依据《全国风能资源评价技术规定》来进行计算。2测风塔