[01407775]风能转化对张家口地区风向、风速影响分析

风能是一种重要的可再生能源。张家口市地处河北省的西北部，其典型的气候特点是“风大”，具有非常丰富的风能资源。风力发电不消耗一次性能源，不污染环境，建设周期短，装机规模灵活，占地少，对土地要求低，发电方式多样化，具有很高的环境价值和广阔的发展前景。对张家口地区的风力资源进行分类整理，利用AIC准则对时间分析序列进行了定阶，对模型进行了参数估计，建立了关于张家口地区风力的季节性ARIMA时间序列模型；利用数理统计及气候倾向率方法进行统计分析，绘图列表给出风随季度变化趋势。揭示张家口地区风力变化；利用SAS软件，进行了年风速与年装机台数、装机容量、新增装机容量之间的相关性分析，确定回归方程；绘制年平均风速、月平均风速变化图、季风向玫瑰图及风向频率变化图，利用统计软件分析相关性。揭示风力发电对风速、风向的影响。成果创新性：大多数以往研究一部分是关于气象条件对风力发电厂的影响，另一部分都停留在风电设施对生态环境的影响（如占地与水土流失问题），分店对周围动植物的影响，其噪声电磁辐射对周围环境的影响，极少有关于风电可否改变气候的相关性研究。国家气候中心赵宗慈研究员等人曾就风电场对气候变化的影响进行了综述分析。研究表明，风电场对局地下游气候有明显影响，主要是造成下游风速明显减弱，同时对下游气温也有明显影响。该课题“风能转化对张家口地区风向、风速影响分析”首次多方位、多角度分析张家口地区风速、风向变化特征，并就风力发电场建立前后分段比较，以图表形式分析风能转化与风速、风向的关系；利用SAS软件定性分析风能转化与风速的关联性，确定了风速与年装机台数、装机容量、新增装机容量的平方之间的相关性，确定回归方程；介入时间序列，可以有效预测未来张家口风速变化，为风电场建立提供依据。成果独占性：张家口市地处东亚大陆性季风气候区内，属于典型的大陆性干旱和半干旱地区，其典型的气候特点是“风大”。因此，该市也成为了国内少有的风能资源富集地区。近年来，张家口市紧紧抓住国家鼓励清洁能源发展的良好机遇，积极推进风电项目建设。有人认为，风力发电会减弱风的速度或者风向。因此合理分析风电对风速、风向影响是大力发展风电所必须的。以往研究风电发展与气候的关系，大多说明的是改变了局地温度。赵宗慈研究员虽然提出风电场的建立明显改变下游风速，但是只是以实测数据为依据。目前，国内外定向研究风能转化与风速、风向关系课题极少，也没有可靠的理论依据，现有科研成果也没有关于结合张家口地区特征进行研究。 而该课题则收集了近20年风速风向数据，首次定性分析其相关性。成果盈利性：近年来，越来越多的人们开始关注环境保护。随着能源产业结构的调整，大规模发展风电是必然趋势。一方面风电发展所带来的经济效益有目共睹，另一方面带来的负面效应也不能忽视。风电的大规模发展，不仅关乎张家口地区的气候环境，也是今后发展风电项目的基本依据。随着京津冀地区雾霾天气的不断加剧，研究风能转化与风速、风向的关系尤为重要。它不仅为将来研究城市雾霾奠定基础，也为相关部门制定扩建风电项目提供依据。开展风电对气候的影响研究是当今全世界在该领域的前沿课题，其应用前景极为广阔。环境保护是全国乃至全世界极为关注的课题，以此课题为前提，可以进一步深入探讨风速、风向的其他影响因子。为进一步优化生态产业奠定基础，也为张家口的冬奥建设提供理论支持。成果持续性：风能是一种重要的可再生能源．张家口地区具有非常丰富的风能资源。在可再生绿色能源开发利用中，风力发电技术最为成熟，已成为当前世界上增长最快的能源。近年来张家口市抓住国家鼓励清洁能源发展的良好机遇大力发展风能开发。成为华北重要的新型能源产业基地。另一方面，随着冬奥的临近，环境问题尤为凸显；因此张家口地区的气候影响分析更为迫切；是关系人们日常生活的大事，更是关系到能否大规模发展风电的大事。通过定性研究风电发展与风向、风速的关系，为风电发展提供较为科学的参考。课题组成员90%以上是硕士研究生，具有较强的科研能力。该项风能技术的研究已经具有了一定的理论与实践基础，主研人员对于该研究课题已跟踪多年，对于该课题的理论与应用有着深入的理解和分析，并发表了数篇相关的科研论文。项目团队由经验丰富的教授，副教授，高级工程师，讲师等组成，大都是研究生以上学历，工作经验丰富。成果先进性：以往课题研究也有风电发展与气候的关系，但是，大多说明的是改变了局地温度。目前，国内外定向研究风能转化与风速、风向关系课题极少，也没有可靠的理论依据，现有科研成果也没有关于结合张家口地区特征进行研究。而该课题分析张家口地区风特征，建立了关于张家口地区风力的季节性ARIMA时间序列模型并用数理统计及气候倾向率方法进行统计分析，绘图列表给出风随季度变化趋势。对比风电场建立前后张家口地区风速、风向变化图。结合张家口地区风电发展，研究风电对风速、风向影响。一方面利用SAS软件，进行了年风速与年装机台数、装机容量、新增装机容量之间的相关性分析，并进一步分析了风速与年装机台数、装机容量、新增装机容量的平方之间的相关性，并给出回归方程。另一方面绘制年平均风速、月平均风速变化图、季风向玫瑰图及风向频率变化图，利用统计软件分析相关性。