风能资源统计与计算——威布尔（Weibull）分布
来源：作者：佚名发布时间： 2008-8-27 13:29:15
关于风速的分布，国外有过不少的研究，近年来国内也有探讨。风速分布一般均为正偏态分布，一般说，风力愈大的地区，分布曲线愈平缓，峰值降低右移。这说明风力大的地区，一般大风速所占比例也多。如前所述，由于地理、气候特点的不同，各种风速所占的比例有所不同。
通常用于拟合风速分布的线型很多，有瑞利分布、对数正态分布、 分布、双参数威布尔分布、三参数威布尔分布等，也可用皮尔逊曲线进行拟合。但威布尔分布双参数曲线，普遍认为适用于风速统计描述的概率密度函数。
图13：威布尔分布双参数曲线
中国有效风力资源分布调查 2007-10-16 16:36 来源：新华网广东频道 中国风力资源十分丰富。根据国家气象局的资料，我国离地10 米高的风能资源总储量约32.26亿千瓦，其中可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW，50米高度的风能资源比10米高度多1倍，约为5亿多kW。近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW。 中国有效风能分布图 根据图中国风力资源分布状况图，我国风能资源丰富的地区主要分布在以下地区： （1）三北（东北、华北、西北）地区丰富带，风能功率密度在200～300瓦/米2以上，有的可达500瓦/米2以上，如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等、可利用的小时数在5000小时以上，有的可达7000小时以上。这一风能丰富带的形成，主要是由于三北地区处于中高纬度的地理位置有关。 （2）东南沿海及附近岛屿包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省(市)沿海近10 公里宽的地带，年风功率密度在200W/m2米以上。 （3）内陆个别地区由于湖泊和特殊地形的影响，形成一些风能丰富点，如鄱阳湖附近地区和湖北的九宫山和利川等地区。
（4）近海地区，我国东部沿海水深5米到20米的海域面积辽阔，按照与陆上风能资源同样的方法估测，10米高度可利用的风能资源约是陆上的3倍，即7亿多千瓦。 我国风力资源分布与电力需求存在不匹配的情况。东南沿海地区电力需求大，风电场接入方便，但沿海土地资源紧张，可用于建设风电场的面积有限。广大的三北地区风力资源丰富和可建设风电场的面积较大，但其电网建设相对薄弱，且电力需求相对较小，需要将电力输送到较远的电力负荷中心。海上风电资源丰富且距离电力负荷中心很近。随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，发展前景势必良好。
中国风能资源 我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。据国家气象局估算，全 国风能密度为 100W／m2，风能资源总储量约 1.6X105MW, 特别是东南沿 海及附近岛屿、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北和青藏高原等 部分地区，每年风速在 3m／s 以上的时间近 4000h 左右，一些地区年平均 风速可达 6～7m／s 以上，具有很大的开发利用价值。有关专家根据 全国有效风能密度、有效风力出现时间百分率，以及大于等于3m／s 和 6m／s 风速的全年累积小时数，将我国风能资源划分为如下几个区域。 1、东南沿海及其岛屿，为我国最大风能资源区。这一地区，有效风能 密度大于、等于 200W／ m2 的等值线平行于海岸线，沿海岛屿的风能密 度在 300W／m2 以上，有效风力出现时间百分率达80～90％，大于、 等于 8 m／s 的风速全年出现时间约 7000～8000h，大于、等于 6 m／s的 风速也有 4000 h 左右。但从这一地区向内陆，则丘陵连绵，冬半年强 大冷空气南下，很难长驱直下，夏半年台风在离海岸50km 时风速便减 少到 68％。所以，东南沿海仅在由海岸向内陆几十公里的地方有较大的 风能，再向内陆则风能锐减。在不到 100km 的地带，风能密度降至 50W ／m2 以下，反为全国风能最小区。但在福建的台山、平潭和浙江的南 麂、大陈、嵊泗等沿海岛屿上，风能却都很大。其中台山风能密度为 534.4W／m2，有效风力出现时间百分率为90％，大于、等于 3 m／s 的风速全年累积出现7905h。换言之，平均每天大于、等于 3 m／s 的风速有 21.3h，是我国平地上有记录的风能资源最大的地方之一。2、内 蒙古和甘肃北部，为我国次大风能资源区。这一地区，终年在西风带
我国风能资源分布为如下几个区域：东南沿海及其岛屿、内蒙古和甘肃北部、黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海、青藏高原，三北地区的北部和沿海等大风能源区域。这些地区风能密度大，分布范围广泛，是我国连成一片的最大风能资源区。面对如此丰富的风能资源，我们不禁想到新的能源发电——风能源。 风能利用就是将风的动能转换为机械能，再转换为其他能量形式。风能利用有很多种形式，最直接的用途是风车磨坊、风车提水、风车供热，但最主要的用途是风能发电。风的动能通过风轮机转换成机械能，再带动发电机发电，转换成电能。风轮机有多种形式，大体可分为水平轴式风力机和垂直轴式风力机。风能是一种取之不尽，无处不在的清洁能源，全年平均风速较高的地区，都可建风力发电厂。风力发电有两种形式：（1）小型家用分散型风力发电装置；工作风速适应范围大，几米/秒-十几米/秒，可工作于各种恶劣的气候环境，能防沙、防水，维修简单，寿命长，技术已经成熟，美国Jacobs公司生产的3千瓦的家用风力发电机组已经在世界各地运行，德国、瑞典、法国也生产这种小型风力发电装置。（2）并网的大型风力发电装置；功率在100千瓦以上的风力机一般称为大型风力机。目前运行的最大风力机是德国Repower公司的5兆瓦机组。 并网风力发电的价值分析：发那个能的价值取决于应用风能和利用其他能源来完成同一任务所要付出代价的差异。从经济效益角度来理解，这个价值可被定义为利用风能时所能节省的燃料费、容量费和排放费。从社会效益角度来考虑，这个价值相当于所节省的纯社会费用。（一）节省燃料；当风能加入到某一发电系统中后，由于风力发电提供的电能，发电系统中其他发电装置则可少发一些点，这样就可以节省燃料。节省多少矿物燃料和哪一种矿物燃料，现在和将来都将取决于发电设备的构成成分，也取决于发电装置的性能，特别是发电装置的热耗率。不利的是，风能引入将有可能使燃烧矿物性燃料的发电设备在低负荷状态下运行。节省燃料的多少还取决于风力发电的普及水平，为了计算燃料消耗的节省情况，必须把发电系统当作是一个整体来分析。荷兰已经完成了这种综合分析，缝隙指出，在以后的10年里，由于风力发电能力的增加和更有效的矿物燃料发电站的简历，将降低单位发电的燃料消耗。（二）容量的节省；鉴于风速的多变性，因此风力发电常被认为是一种无容量价值的能源。但实际上风力发电对于整个发电设备，但却有可能得到风力发电系统。当然，得到风力发电装置的可能性少于得到常规发电装置的可能性，但他白哦名风力发电有一定的容量储备。这种容量储备可以被计算出来，方法是利用统计学方法分析整个系统的可靠性和计算出有风机和没有风机的发电系统的最小的必需的常规发电能力。研究人员已经弄清楚了各种风力发电系统的风力发电容量储备。以荷兰为例子，通过计算表明，在2000年，1000兆瓦的风力发电能力可以取代165-186兆瓦的常规发电容量，也就是说，他的相对容量储备为百分之16到18,。对于其他国家，这个指标介于极小值和百分之80之间，在加利福尼亚的某些地区，这个值相对较高，这些地区的能耗与现实的风力发电之间具有很好的相关性。（三）减少废物排放；风机正常工作时，不会向空气、土壤排放废弃物。矿物性燃料的燃烧过程则要产生大量的废气和废物，因此几乎所有的以矿物燃料为动力的发电系统，都要产生大量的排放物。这意味着利用风机每发出1GW小时的电能节省下来矿物燃料，便可避免产生相当大量的污染排放物。（四）节省的燃料、容量、运转、维修和排放费用；根据节省的燃料、容量和排放物的多少，可以计算出利用风能所节省的费用，由此便给出了风能的利用价值指标。一般情况下，往往只分析节省的燃料费和能力费用，但减少的排放物也可以转换成节省的费用。在一些研究中，节省的这些费用是通过研究因酸雨和日益增强的温室效应对动植物、材料和人类造成的损害估计出来的。在其他研究中，则是通过评估将燃烧矿物燃料的发电厂的排放量降低到引进风力发电后的排放标准所需的技术改造费来计算所节约的排放费。
全国风能资源分布统计 报告 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
全国风能资源分布统计报告 北京木联能软件技术有限公司刘航 该报告依据我公司的全国各省的风资源统计表编制而成。 我国是一个风能资源十分丰富的国家，根据全国各省的风资源统计表可以看出，风资源丰富和较丰富的地区主要分布在西北、东北、华北和东南沿海、以及内陆高原地区和湖泊河流附近。以下是地面以上70米高度统计的各地区风资源分布情况。 西北地区风资源丰富地带主要集中在甘肃、新疆、宁夏、青海各省，其中甘肃的瓜州和玉门，新疆的阿拉泰、哈密和乌鲁木齐，宁夏的吴忠、银川和中卫，青海海西自治州的风资源最为丰富。甘肃的瓜州和玉门地区年平均风速在s～s。新疆阿拉泰、哈密和乌鲁木齐风能较好的地带年平均风速可达s以上。宁夏吴忠和银川年平均风速约s左右，中卫市相对较小，约s。青海海西自治州的年平均风速在s～s之间。 东北地区黑龙江的大庆、哈尔滨、佳木斯、牡丹江和伊春等地具有相对较好的风能资源，其中牡丹江地区的年平均风速在s左右。吉林省白城、四平和松原地区的风资源较为丰富，年平均风速在s～s之间。辽宁的瓦房店、彰武、康平和法库地区的风资源较好，也是目前辽宁省风电项目比较集中的地区。内蒙古的通辽、赤峰、锡林郭勒的部分地区风速超过s。 华北地区的河北省北部和内蒙古部分地区风资源最为丰富，主要集中在张家口、乌兰察布一带，风速基本在s以上，开发价值较大。
山东、江苏、浙江、福建、广东沿海地区蕴含的可开发风能非常丰富。其中山东的东营、威海、烟台，江苏的南通、盐城，浙江的宁波、台州和舟山，福建的福州、莆田、漳州，广东潮汕、江门、阳江和湛江的海域附近风能资源最为丰富。山东和江苏沿海年平均风速基本在s～s，福建沿海地区年平均风速相对较大，基本在s～s之间。 云贵高原由于海拔较高，又属于暖湿气流交汇地区，风资源比较丰富。该区域风况较好的地区主要集中在云南的楚雄、大理和贵州的毕节、六盘水等地。其中楚雄和大理地区的风速可达s以上。 内陆的一些大型湖泊江流附近风能也较丰富，如鄱阳湖附近较周围地区风能要大，江西九江和湖北孝感部分地区的年平均风速能达到s。 综上所述，我国的风能资源分布总体呈现北方优于南方，沿海优于内陆的特点，其中西北、东北、华北地区以及东南沿海是我国风资源最为丰富与集中的两个地区，其开发前景十分广阔。内陆地区风资源相对匮乏，分散不集中，但个别地区，如大型湖泊江流、高原等，由于特殊地形地貌的影响，会形成局部风资源丰富区。
正态分布、指数分布、对数正态分布和威布尔分布函数及其在工程分析中的应用 071330225 张洋洋
目录 正态分布函数 (3) 正态分布应用领域 (4) 正态分布案例分析 (5) 指数分布函数 (5) 指数分布的应用领域 (6) 指数分布案例分析 (7) 对数正态分布函数 (7) 对数正态分布的应用领域 (9) 对数正态分布案例分析 (9) 威布尔分布函数 (10) 威布尔分布的应用领域 (16) 威布尔分布案例分析 (16) 附录 (18) 参考文献 (21)
正态分布函数【1】 0.20 0.15 0.10 0.05 105510 正态分布概率密度函数f（t） 蓝线：μ=-1 σ=2 红线：μ=1 σ=2 棕线：μ=-1 σ=3 绿线：μ=1 σ=3 均数μ决定正态曲线的中心位置；标准差σ决定正态曲线的陡峭或扁平程度。σ越小，曲线越陡峭；σ越大，曲线越扁平。 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 105510 正态分布函数F（t） 蓝线：μ=-1 σ=2 红线：μ=1 σ=2 棕线：μ=-1 σ=3 均数μ改变，图像会进行平移，标准差σ改变，图形陡峭度发生变化。σ越小，图像越陡。
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 105510 正态分布可靠度函数R（t） 蓝线：μ=-1 σ=2 红线：μ=1 σ=2 棕线：μ=-1 σ=3 均数μ改变，图像会进行平移，标准差σ改变，图形陡峭度发生变化。σ越小，图像越陡。 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 105510 正态分布失效率函数λ（t） 蓝线：μ=-1 σ=2 红线：μ=1 σ=2 棕线：μ=-1 σ=3 均数μ改变，图像会进行平移，标准差σ改变，图形陡峭度发生变化。σ越小，图像越陡。正态分布应用领域【1】 正态分布是一种最常见的连续型随机变量的分布,它在概率论和数理统计中无论在理论研究还是实际应用上都占有头等重要的地位,这是因为它在误差理论、无线电噪声理论、自动控制、产品检验、质量控制、质量管理等领域都有广泛应用.数理统计中许多重要问题的解决都是以正态分布为基础的.某些医学现象，如同质群体的身高、红细胞数、血红蛋白量、胆固醇等，以及实验中的随机误差，呈现为正态或近似正态分布；有些资料虽为偏态分布，但经数据变换后可成为正态或近似正态分布，故可按正态分布规律处理。
我国风能资源分布和影响分布的气象条件 核心提示：风电场建在迎风坡或地势较高的地区，沙尘暴对土地的刮蚀，会对塔基的牢固程度造成影响，在背风坡或地势低洼的地区，其沙埋作用又可使塔架的高度发生变化，影响风能吸收和转换。 1.我国风能资源分布 我国属于地球北半球中纬度地区，在大气环流的影响下，分别受副极地低压带、副热带高压带和赤道低压带的控制，我国北方地区主要受中高纬度的西风带影响，南方地区主要受低纬度的东北信风带影响。 我国地域辽阔，陆地最南端纬度约为北纬18度,最北端纬度约为北纬53度，南北陆地跨35个纬度，东西跨60个经度以上。我国独特的宏观地理位置和微观地形地貌决定了我国风能资源分布的特点。我国在宏观地理位置上属于世界上最大的大陆板块――欧亚大陆的东部，东临世界上最大的海洋――太平洋，海陆之间热力差异非常大，北方地区和南方地区分别受大陆性和海洋性气候相互影响，季风现象明显。北方具体表现为温带季风气候，冬季受来自大陆的干冷气流的影响，寒冷干燥，夏季温暖湿润;南方表现为亚热带季风气候，夏季受来自海洋的暖湿气流的影响，降水较多。 按照陆地与海洋的距离划分，我国可分为南部沿海地区、东南部沿海地区、东部沿海地区、中部内陆地区、西部、北部和东北部内陆地区。 南部沿海地区在东北信风带和夏季热低气压的影响下，主风向为东风和东北风，由于夏季低气压的气压梯度较弱，因此风力不大，风能较小。 东南部沿海地区与台湾岛在台湾海峡地区形成独特的狭管效应，而该地区又正处于东北信风带，主风向与台湾海峡走向一致，因此风力在该地区明显加速，风力增大，风能资源丰富，具有较好的风能开发价值。 东部沿海地区基本上处于副热带高压控制，气压梯度小，同时，该地区又受海洋性气候的影响，大风持续时间短且不稳定，风能资源开发潜力一般。 中部内陆地区由于所处地理位置条件的限制，冬季来自北方的冷空气难以到达这里，夏季受海洋性气候的影响较小，同时由于该地区地势地形复杂和地面粗糙度变化较大，不利于气流的加速，因而风能资源比较贫乏。 西部、北部和东北内陆地区主要包括新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、东北三省、山西北部、陕西北部和河北北部地区，这些地区纬度较高，处于西风带控制，同时冬季又受到北方高压冷气团影响，主风向为西风和西北风，风力强度大，持续时间长，同时这些地区海拔较高，风能衰减小，因此，具有较好的风能开发价值。 我国对风能资源的观测研究工作始于20世纪70年代，中国气象局先后于20世纪70年代末
中国的风能资源及区划说明 Ver 1.00 Date 2006.11.16 我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。据国家气象局估算，全国风能密度为100W/㎡，风能资源总储量约1.6×105MW，特别是东南沿海及附近岛屿、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北和青藏高原等部分地区，每年风速在3m/s以上的时间近4,000h左右，一些地区年平均风速可达6～7m/s以上，具有很大的开发利用价值。中国气象学界根据全国有效风能密度、有效风力出现时间百分率，以及大于等于3m/s和6m/s 风速的全年累积小时数，将我国风能资源划分为如下几个区域。 1、东南沿海及其岛屿，为我国最大风能资源区 这一地区，有效风能密度大于、等于200W/㎡的等值线平行于海岸线，沿海岛屿的风能密度在300W/㎡以上，有效风力出现时间百分率达80～90％，大于等于8m/s的风速全年出现时间约7,000～8,000h，大于等于6m/s的风速也有4,000h左右。但从这一地区向内陆，则丘陵连绵，冬半年强大冷空气南下，很难长驱直下，夏半年台风在离海岸50km时风速便减少到68％。所以，东南沿海仅在由海岸向内陆几十公里的地方有较大的风能，再向内陆则风能锐减。在不到100km的地带，风能密度降至50W/㎡以下，反为全国风能最小区。但在福建的台山、平潭和浙江的南麂、大陈、嵊泗等沿海岛屿上，风能却都很大。其中台山风能密度为534.4W/㎡，有效风力出现时间百分率为90％，大于等于3m/s的风速全年累积出现7,905h。换言之，平均每天大于等于3m/s的风速有21.3h，是我国平地上有记录的风能资源最大的地方之一。 2、内蒙古和甘肃北部，为我国次大风能资源区 这一地区，终年在西风带控制之下，而且又是冷空气入侵首当其冲的地方，风能密度为200～300W/㎡，有效风力出现时间百分率为70％左右，大于等于3m/s的风速全年有5,000h以上，大于等于6m/s的风速在2,000h以上，从北向南逐渐减少，但不象东南沿海梯度那么大。风能资源最大的虎勒盖地区，大于等于3m/s和大于等于6m/s的风速的累积时数，分别可达7,659h和4,095h。这一地区的风能密度，虽较东南沿海为小，但其分布范围较广，是我国连成一片的最大风能资源区。 3、黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海，风能也较大 风能密度在200W/㎡以上，大于等于3m/s和6m/s的风速全年累积时数分别为5,000～7,000h和3,000h。 4、青藏高原、三北地区的北部和沿海，为风能较大区 这个地区（除去上述范围），风能密度在150～200W/㎡之间，大于等于3m/s的风速全年累积为4,000～5,000h，大于等于6m/s风速全年累积为3,000h以上。青藏高原大于等于3m/s的风速全年累积可达6,500h，但由于青藏高原海拔高，空气密度较小，所
MATLAB 绘制威布尔分布曲线 威布尔分布概率密度函数： 1(/)(,,)()a a x m a x f x m a e m m --= 威布尔分布概率分布函数： ()()1a mx F x e -=- 其中m>0,是尺度参数也叫比例参数，a>0是形状参数。 X 是随机变量，是未知参数，表示时间延滞。 图1：设定尺度参数m 值为1，取五个形状参数a ，自变量x 代码如下： m=[1 1 1 1 1,2]; a=[0.5 1 1.5 2.5 5,5]; x=linspace(0,5); linecolor=['r','b','g','k','y']; for n=1:5 y1=m(n)*a(n)*((m(n)*x).^(a(n)-1)).*(exp(-(m(n)*x).^a(n))); y=1-exp(-(m(n)*x).^a(n)); subplot(1,2,2) title('图1：概率分布函数'); plot(x,y);
hold on; subplot(1,2,1) type=linecolor(n); title('图1：概率密度函数'); plot(x,y1,type); hold on; legend('m=1,a=0.5','m=1,a=1','m=1,a=1.5','m=1,a=2.5','m=1,a=5'); end 图2：设定形状参数a值为2，取五个尺度参数m，自变量x 代码如下： m=[0.5 0.75 1 1.5 1.75,2]; a=[2 2 2 2 2.5]; x=linspace(0,5); linecolor=['r','y','b','g','k']; for n=1:5 y1=m(n)*a(n)*((m(n)*x).^(a(n)-1)).*(exp(-(m(n)*x).^a(n))); y=1-exp(-(m(n)*x).^a(n)); subplot(1,2,2) title('图2：概率分布函数'); plot(x,y); hold on;
风 能是清洁的可再生能源，大力开发利用风能资源是有效应对气候变化的重要举措之 一。中国政府十分重视风能资源的有序开发和合理利用，20世纪70年代至2006年期间，先后组织开展了3次全国风能资源普查，为我国的风能资源开发提供了基础依据；为更好地满足我国风能资源持续、有序、合理地规划和开发利用需要，国家发改委、财政部及国家相关部门决定在之前全国风 中国风能资源的详查和评估 ■文—中国气象局风能太阳能资源评估中心 能资源普查结果的基础上，实施“全国风能详查和评价”项目，该项目针对中国大陆风能资源丰富、适宜建设大型风电场、具备风能资源规模化开发利用条件的地区，通过现场观测、数值模拟、综合分析等技术手段，进一步摸清我国陆上风能资源特点及其分布，为促进我国风电又好又快发展做好前期工作。该项目于2008年正式启动，由中国气象局具体牵头组织实施。 一、中国风能资源详查和评估技术发展和项目主要成果 1. 初步建立全国陆上风能资源专业观测网 依托全国风能资源详查和评价工作，中国气象局针对风能资源规划和风电场选址需要，采用规范、统一的标准，在中国大陆风能资源可利用区域设立了400座70～120米高的测风塔，初步建成了全国陆上风能资源专 图1 全国风能资源专业观测网测风塔分布示意图
业观测网（图1），该专业观测网于2009年5月正式全网观测运行，已获取的实地观测数据为全国（陆上）风能详查和评价提供了可靠的依据，同时也为规范风能资源观测的专业化运行和管理积累了丰富的实际操作经验。该专业观测网的持续运行，可为开展风能预报业务和风电场后评估提供基础支持。 2. 研发了适用于中国的风能资源评估系统 中国气象局风能太阳能资源评估中心在引进和吸收加拿大、丹麦和美国等风能数值模拟评估的成功经验基础上，根据中国地理、气候特点进行改进和优化，采用先进的地理信息系统（GIS）分析技术，开发了适于中国气候和地理特点的风能资源评估系统（W E R A S/C M A），数值模拟的水平分辨率达到1千米以下，风能参数模拟精度能够满足各级风电规划和风电场选址需要。图2展示了W E R A S/ CMA的系统工作流程图。 3. 研发了规范、适用的风能资源 计算评估系统 依据IEC61400-1、IEC61400- 12-1、GB/T 18710-2002、QX/T74- 2007等国际国内风能资源计算评估技 术规范，在气象部门原有的“风能资 源计算评估系统” V1.0版软件基础上 进行研制和完善，使之适用于风能专 业观测网一体化观测系统特有的仪器 设置和数据采集方式，实现了多种观 测仪器原始数据格式的标准转换，原 始观测数据的质量检查、缺测数据的 自动插补订正、统一的数据库管理、 Word文档图表的全自动生成等功能， 满足了本项目计算评估大量的数据处 理、规范的参数计算、标准的图表制 作和便捷的报告编制等要求。 4. 建立了风能资源数据库共享系统 以地理信息系统和网络技术为支 撑，根据风能观测数据的采集和传输 特点，通过新一代气象通信系统，建 立了具备测风塔观测数据实时采集、 传输、质量控制、统计加工、分发存 储等全功能处理流程；建成的全国 风能资源数据库包括了风能观测塔数 据、风能评估参政气象站历史数据、 数值模拟计算结果和风能资源综合评 价的各类参数，通过分级管理形成了 全国风能资源数据共享系统，可为全 社会各个层面提供风能基础数据、评 估参数和图表成果等的公共服务。 5. 编制完善了一系列风能资源详 查和评价的规范性技术文件 针对项目执行中的各个技术环 节，参考国际、国内相关规范，考虑 我国气候特点、地理条件等因素，并 结合本项目工作大纲要求，研究编制 了《风能资源详查和评价工作测风塔 选址技术指南》、《测风塔塔体及其 防雷技术要求》、《测风塔风能观测 系统技术要求》和《风能资源综合评 价技术规定》、《风能资源短期数值 模拟技术规定》等规范性技术文件， 在规范和指导项目执行的同时，及时 进行总结、补充和修正，使各规范性 技术文件更加完善、合理，并具有普 适性和可操作性。 图2 WERAS/CMA的系统工作流程图
新能源行业形势及我国太阳能、风能资源分布情况 能源是国民经济重要的物质基础，也是人类赖以生存的基本条件。国民经济发展的速度和人民生活水平的提高都有赖于提供能源的多少。从历史上看，人类对能源利用的每一次重大突破都伴随着科技的进步，从而促进生产力大大发展，甚至引起社会生产方式的革命。如18世纪瓦特发明了蒸汽机，以蒸汽代替人力畜力，在一次能源的消费结构上转向以煤炭代替木柴的时代，开始了资本主义工业革命。从19世纪70年代开始，电力逐步代替蒸汽作为主要动力，从而实现了资本主义工业化。到了20世纪50年代，随着廉价石油、天然气大规模开发，世界能源的消费结构从以煤炭为主转向以石油为主，因而使西方经济在60年代进入了“ 黄金时代”。 据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨，预计还可开采30～40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米，预计还可开采60年。当今世界对能源的消费数量急剧增加，人们感到常规能源的开发和供应已难以满足社会对能源的需求，能源危机的阴影笼罩着整个世界。显然，如今能源不足对一个国家的国民经济发展的影响是很大的。赖以生存的主要能源供应不上，经济发展就要减慢，甚至停滞，人民生活也会受到严重影响。所以，能源是保证社会稳定和发展国民经济的重要物质基础。不仅如此，能源问题还是当今世界影响政治形势的一个重要问题，1990年的海湾战争就是一个典型。可见，能源问题已成为当今人类社会的热门话题之一。 上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带来了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。面对日益紧迫的能源形势，寻求能源的可持续发展已成为大势所趋，而开发新能源和可再生能源则是能源可持续发展最为直接和有效的形式。2008年3月18日，国家发改委出台《可再生能源发展“十一五”规划》，提出到2010年，可再生能源消费占比将达10%，并采取财税等措施鼓励发展再生能源发展。根据我国的发展规划测算，可再生能源产业未来15年将培育近2万亿元的新兴市场。面对潜在的广阔市场，新能源产业未来发展无疑一片坦途。 太阳能：环保优势明显 太阳能在解决能源供应和环境保护上有明显优势。中国2/3以上国土的年日照大于2200小时，年辐射总量平均大于5900MJ百万焦尔/平方米，资源非常丰富，有必要和可能大力发展。太阳能的利用有两大方面 太阳能光热利用用太阳能热水器等装置把太阳能转化为热能。中国是世界上最大的太阳能光热利用国家，2003年太阳能热水器产量1200万平方米，使用量5200万平方米，占全世界的40％。北京2008年奥运村90％的洗浴热水将来自太阳能。 太阳能光电转换基于半导体材料的光电效应，用太阳能光电器件把太阳能转化为电能。2003年底，全国已安装的光伏电池容量约50MW（百万瓦）。广东深圳最近建成亚洲最大的
中国风能资源分布 风能资源的分布与天气气候背景有着非常密切的关系，我国风能资源丰富和较丰富的地区主 要分布在两个大带里。 1．三北（东北、华北、西北）地区丰富带 风能功率密度在 200～300 瓦/米2 以上，有的可达500 瓦/米 2 以上，如阿拉山口、达坂城、 辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等、可利用的小时数在5000 小时以上，有的可达 7000 小时以上。 这一风能丰富带的形成，主要是由于三北地区处于中高纬度的地理位置有关。 冬季 （12-2 月） 整个亚州大陆完全受蒙古高压控制， 其中心位置在蒙古人民共和国的西北部， 从高压中不断有小股冷空气南下，进入我国。同时还有移动性的高压（反气旋）不时的南下，这 类高压大致从四条路经侵入我国。一条是源于俄罗斯的新地岛，经西北利亚及蒙古人民共和国进 入我国，由于是西北向称为西北路径；第二条源自冰岛以南洋面，经俄罗斯、哈萨克斯坦，基本 上是自西向东进入我国新疆，称为西路经；第三条源自俄罗斯的太梅尔半岛，自北向南经西北利 亚、蒙古人民共和国进入我国，称为北路经；第四条源于俄罗斯贝加尔湖的东西伯利亚地区，进 入我国东北及华北一带，称为东北路经。这四条路经除东北路经外，一般都要经过蒙古人民共和 国，当经过时蒙古高压得到新的冷高压的补充和加强，这种高压往往可以迅速南下，进入我国。 由于欧亚大陆面积广大，北部地区气温又低，是北半球冷高压活动最频繁的地区，而我国地 处欧亚大陆东岸，正是冷高压南下必经之路。三北地区是冷空入侵我国的前沿，一般在冷高压前 锋称为冷锋，在冷锋过境时，在冷锋后面 200km 附近经常可出现大风就可造成一次 6~10 级 （10.8~24.4m/s）大风。对风能资源利用来说，就是一次可以有效利用的高质量大风。 从三北地区向南，由于冷空气从源地长途跋涉，到达我国黄河中下游再到长江中下游，地面气温 有所升高，使原来寒冷干燥气流性质，逐渐改变为较冷湿润的气流性质，（称为变性）也就是冷 空气逐渐的变暖，这时气压差也变小，所以，风速由北向南逐渐的减小。 我国东部处于蒙古高压的东侧和东南侧，所以盛行风向都是偏北风，只视其相对蒙古高压中 心的位置不同而实际偏北的角度有所区别。 三北地区多为西北风， 秦岭黄河下游以南的广大地区， 盛行风向偏于北和东北之间。 春季（3~5 月）是由冬季到夏季的过渡季节，由于地面温度不断升高，从 4 月开始，中、高 纬度地区的蒙古高压强度已明显的减弱，而这时印度低压（大陆低压）及其向东北伸展的低压槽， 已控制了我国的华南地区，与此同时，太平洋副热带高压也由菲律宾向北逐渐侵入我国华南沿海 一带，这几个高、低气压系统的强弱、消长却给我国风能资源有着重要的作用。 在春季这几种气流在我国频繁的交绥。春季是我国气旋活动最多的季节，特别是我国东北及 内蒙一带气旋活动频繁，造成内蒙和东北的大风和沙暴天气。同样地江南气旋活动也较多，但造 成的却是春雨和华南雨季。这也是三北地区风资源较南方丰富的一个主要的原因。全国风向已不 如冬季风那样稳定少变，但仍以偏北风占优势，但风的偏南分量显著的增加。 夏季（6~8 月）东亚地面气压分布开势与冬季完全相反。这时中、高纬度的蒙古高压向北退 缩的已不清楚，相反地印度低压继续发展控制了亚州大陆，为全年最盛的季节。大平洋副热带高 压等时也向北扩展和向大陆西伸。可以说东亚大陆夏季的天气气候变化基本上受这两个环流系统 的强弱和相互作用所制约。 随着太平洋副热带高压的西伸北跳，我国东部地区均可受到它的影响，在此高压的西部为东
2007.NO.4. CN35-1272/TK 图 1威布尔函数拟合曲线的仿真系统模块 作者简介 :包小庆 (1959~ , 男 , 高级工程师 , 从事可再生能源的研究。 大型风电场的建设不但可以减缓用电短缺情况 , 而且并网后还能为电网提供很大一部分电能。而大型风电场的选址 , 与该地的风速分布情况有关。用于描述风速分布的模型很多 , 如瑞利分布、对数正态分布、 r 分布、双参数威布尔分布、 3参数威布尔分布 , 皮尔逊曲线拟合等。经过大量的研究表明 , 双参数威布尔分布函数更接近风速的实际分布。本文采用 4种方法计算威布尔分布函数的参数 , 并利用计算出的参数确定威布尔分布函数的实际数学模型进行曲线拟合。最后以白云鄂博矿区风电场拟选址为例 , 使用计算机软件 (MATLAB 对该地区风速威布尔分布函数进行曲线拟合 , 得到该地区不同高度的风速分布函数曲线。 1双参数威布尔分布函数的确定 双参数威布尔分布是一种单峰的正偏态分布函数 , 其概 率密度函数表达式为 : p(x=k x " exp-x " (1 式中 :k ———形状参数 , 无因次量 ; c ———
尺度参数 , 其量纲与速度相同。为了确定威布尔分布函数的实际模型 , 需计算出实际情况下对应函数的 2个参数。估算风速威布尔参数的方法很多 , 本文给出4种有效的方法以确定 k 和 c 值。 1.1HOMER 软件法 HOMER 是一个对发电系统优化配置与经济性分析的软件。通过输入 1a 逐时风速数据或者月平均风速数据 , 根据实际情况设置相应参数 , 即可计算得到 k 和c 值 , 此时计算出的 k 和 c 值是计算机系统认为的最佳值。 1.2Wasp 软件法 Wasp 是一个风气候评估、 计算风力发电机组年发电量、风电场年总发电量的软件。通过输入风速统计资料 , 计算机可以直接计算出 k 和 c 值。 1.3最小二乘法 通过风速统计资料计算出最小二乘法拟合直线 y=ax+b 的斜率 a 和截距 b 。由下式确定 k 和 c 的值 : k=b (2 c=esp a (3 1.4平均风速和最大风速估计法 从常规气象数据获得平均风速和时间 T 观测到的 10min 平均最大风速 V m ax , 设全年的平均风速为通过下式计算 k 和 c 值 : k=ln (lnT (4 c=(5
全国风能资源分布统计 报告 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
全国风能资源分布统计报告 北京木联能软件技术有限公司刘航 该报告依据我公司的全国各省的风资源统计表编制而成。 我国是一个风能资源十分丰富的国家，根据全国各省的风资源统计表可以看出，风资源丰富和较丰富的地区主要分布在西北、东北、华北和东南沿海、以及内陆高原地区和湖泊河流附近。以下是地面以上70米高度统计的各地区风资源分布情况。 西北地区风资源丰富地带主要集中在甘肃、新疆、宁夏、青海各省，其中甘肃的瓜州和玉门，新疆的阿拉泰、哈密和乌鲁木齐，宁夏的吴忠、银川和中卫，青海海西自治州的风资源最为丰富。甘肃的瓜州和玉门地区年平均风速在7.0m/s～8.0m/s。新疆阿拉泰、哈密和乌鲁木齐风能较好的地带年平均风速可达7.5m/s以上。宁夏吴忠和银川年平均风速约7.0m/s左右，中卫市相对较小，约6.5m/s。青海海西自治州的年平均风速在6.3m/s～7.1m/s之间。 东北地区黑龙江的大庆、哈尔滨、佳木斯、牡丹江和伊春等地具有相对较好的风能资源，其中牡丹江地区的年平均风速在7.5m/s左右。吉林省白城、四平和松原地区的风资源较为丰富，年平均风速在6.5m/s～7.5m/s之间。辽宁的瓦房店、彰武、康平和法库地区的风资源较好，也是目前辽宁省风电项目比较集中的地区。内蒙古的通辽、赤峰、锡林郭勒的部分地区风速超过8.5m/s。 华北地区的河北省北部和内蒙古部分地区风资源最为丰富，主要集中在张家口、乌兰察布一带，风速基本在7.5m/s以上，开发价值较大。 山东、江苏、浙江、福建、广东沿海地区蕴含的可开发风能非常丰富。其中山东的东营、威海、烟台，江苏的南通、盐城，浙江的宁波、台州和舟山，福建的福州、莆田、漳州，广东潮汕、江门、阳江和湛江的海域附近风能资源最为丰富。山东和江苏沿海年平均风速基本在6.0m/s～7.0m/s，福建沿海地区年平均风速相对较大，基本在7.0m/s～8.0m/s之间。 云贵高原由于海拔较高，又属于暖湿气流交汇地区，风资源比较丰富。该区域风况较好的地区主要集中在云南的楚雄、大理和贵州的毕节、六盘水等地。其中楚雄和大理地区的风速可达8.0m/s以上。
中国有效风力资源分布调查 中国风力资源十分丰富。根据国家气象局的资料，我国离地10米高的风能资源总储量约32.26亿千瓦，其中可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW，50米高度的风能资源比10米高度多1倍，约为5亿多kW。近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW。 中国有效风能分布图 根据图中国风力资源分布状况图，我国风能资源丰富的地区主要分布在以下地区： （1）三北（东北、华北、西北）地区丰富带，风能功率密度在200～300瓦/米2以上，有的可达500瓦/米2以上，如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等、可利用的小时数在5000小时以上，有的可达7000小时以上。这一风能丰富带的形成，主要是由于三北地区处于中高纬度的地理位置有关。 （2）东南沿海及附近岛屿包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省(市)沿海近10公里宽的地带，年风功率密度在200W/m2米以上。
（3）内陆个别地区由于湖泊和特殊地形的影响，形成一些风能丰富点，如鄱阳湖附近地区和湖北的九宫山和利川等地区。 （4）近海地区，我国东部沿海水深5米到20米的海域面积辽阔，按照与陆上风能资源同样的方法估测，10米高度可利用的风能资源约是陆上的3倍，即7亿多千瓦。 我国风力资源分布与电力需求存在不匹配的情况。东南沿海地区电力需求大，风电场接入方便，但沿海土地资源紧张，可用于建设风电场的面积有限。广大的三北地区风力资源丰富和可建设风电场的面积较大，但其电网建设相对薄弱，且电力需求相对较小，需要将电力输送到较远的电力负荷中心。海上风电资源丰富且距离电力负荷中心很近。随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，发展前景势必良好。
我国风力发电场的分布情况
我国风力发电场的分布情况 我国有效风能分布图 根据图中国风力资源分布状况图,我国风能资源丰富的地区主要分布在以下地区: (1)三北(东北、华北、西北)地区丰富带,风能功率密度在200~300瓦/米2以上,有的可达500瓦/米2以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等、可利用的小时数在5000小时以上,有的可达7000小时以上.这一风能丰富带的
形成,主要是由于三北地区处于中高纬度的地理位置有关. (2)东南沿海及附近岛屿包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省(市)沿海近10 公里宽的地带,年风功率密度在200W/m2米以上. (3)内陆个别地区由于湖泊和特殊地形的影响,形成一些风能丰富点,如鄱阳湖附近地区和湖北的九宫山和利川等地区. (4)近海地区,我国东部沿海水深5米到20米的海域面积辽阔,按照与陆上风能资源同样的方法估测,10米高度可利用的风能资源约是陆上的3倍,即7亿多千瓦. 根据中国气象科学研究院绘制的全国平均风功率密度分布图，中国陆地10m高度层的风能总储量为32.26亿KW，居世界第一位。我国陆上实际可开发风能资源储量为 2.53亿千瓦,近海风场的可开发风能资源是陆上3倍,则总的可开发风能资源约10亿千瓦。也就是说，如果中国的
风力资源开发60%，那么仅风能就可以支撑中国目前每年全部的电力需求。 中国的风电资源不仅丰富，而且分布基本均匀。东南沿海及其岛屿、青藏高原、西北、华北、新疆、内蒙古和东北部分地区都属于风能储藏量比较丰富的地区，而甘肃、山东、苏北、皖北等地区也有相当大比例的风能资源可以有效利用。我国陆地上从新疆、甘肃、宁夏到内蒙古，是一个大风力带；同时还有许多大风口，如张家口地区，鄱阳湖湖口地区、云南大理等。这些为风能的集中开发利用提供了极大的便利。 到2008年底，中国的风电装机容量达到1200万千瓦，现在在全世界是位居第四位，装机容量近三年来是连续成倍增长。如果按照现在这样的增长速度，到2010年底，可能会达到3000万千瓦。 目前中国已经有20多个省区开发建设了风电场，已建成风电场近240个，安装风电机组1.1万多台。按照有关规划，未来两年，中国将在河北、内蒙古、辽宁、吉林、新疆等地区建成10多个百万千瓦级的大型风电基地，并初步形成几个千万千瓦级风电基地。除了发展陆上风电
全国风能资源分布统计报告 北京木联能软件技术有限公司刘航 该报告依据我公司的全国各省的风资源统计表编制而成。 我国是一个风能资源十分丰富的国家，根据全国各省的风资源统计表可以看出，风资源丰富和较丰富的地区主要分布在西北、东北、华北和东南沿海、以及内陆高原地区和湖泊河流附近。以下是地面以上70米高度统计的各地区风资源分布情况。 西北地区风资源丰富地带主要集中在甘肃、新疆、宁夏、青海各省，其中甘肃的瓜州和玉门，新疆的阿拉泰、哈密和乌鲁木齐，宁夏的吴忠、银川和中卫，青海海西自治州的风资源最为丰富。甘肃的瓜州和玉门地区年平均风速在7.0m/s～8.0m/s。新疆阿拉泰、哈密和乌鲁木齐风能较好的地带年平均风速可达7.5m/s以上。宁夏吴忠和银川年平均风速约7.0m/s左右，中卫市相对较小，约6.5m/s。青海海西自治州的年平均风速在6.3m/s～7.1m/s之间。 东北地区黑龙江的大庆、哈尔滨、佳木斯、牡丹江和伊春等地具有相对较好的风能资源，其中牡丹江地区的年平均风速在7.5m/s左右。吉林省白城、四平和松原地区的风资源较为丰富，年平均风速在6.5m/s～7.5m/s之间。辽宁的瓦房店、彰武、康平和法库地区的风资源较好，也是目前辽宁省风电项目比较集中的地区。内蒙古的通辽、赤峰、锡林郭勒的部分地区风速超过8.5m/s。 华北地区的河北省北部和内蒙古部分地区风资源最为丰富，主要集中在张家口、乌兰察布一带，风速基本在7.5m/s以上，开发价值较大。 山东、江苏、浙江、福建、广东沿海地区蕴含的可开发风能非常丰富。其中山东的东营、威海、烟台，江苏的南通、盐城，浙江的宁波、台州和舟山，福建的福州、莆田、漳州，广东潮汕、江门、阳江和湛江的海域附近风能资源最为丰富。山东和江苏沿海年平均风速基本在 6.0m/s～7.0m/s，福建沿海地区年平均风速相对较大，基本在7.0m/s～8.0m/s之间。 云贵高原由于海拔较高，又属于暖湿气流交汇地区，风资源比较丰富。该区域风况较好的地区主要集中在云南的楚雄、大理和贵州的毕节、六盘水等地。其中楚雄和大理地区的风速可达8.0m/s以上。 内陆的一些大型湖泊江流附近风能也较丰富，如鄱阳湖附近较周围地区风能
中国风能资源分布 朱瑞兆 我国风能资源的分布与天气气候背景有着非常密切的关系，从我国风能资源分布图上可以清楚看出，我国风能资源丰富和较丰富的地区主要分布在两个大带里。 1．三北（东北、华北、西北）地区丰富带，风能功率密度在200～300瓦/米2以上，有的可达500瓦/米2以上，如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等、可利用的小时数在5000小时以上，有的可达7000小时以上。这一风能丰富带的形成，主要是由于三北地区处于中高纬度的地理位置有关。 冬季（12-2月）整个亚州大陆完全受蒙古高压控制，其中心位置在蒙古人民共和国的西北部，从高压中不断有小股冷空气南下，进入我国。同时还有移动性的高压（反气旋）不时的南下，这类高压大致从四条路经侵入我国。一条是源于俄罗斯的新地岛，经西北利亚及蒙古人民共和国进入我国，由于是西北向称为西北路径；第二条源自冰岛以南洋面，经俄罗斯、哈萨克斯坦，基本上是自西向东进入我国新疆，称为西路经；第三条源自俄罗斯的太梅尔半岛，自北向南经西北利亚、蒙古人民共和国进入我国，称为北路经；第四条源于俄罗斯贝加尔湖的东西伯利亚地区，进入我国东北及华北一带，称为东北路经。这四条路经除东北路经外，一般都要经过蒙古人民共和国，当经过时蒙古高压得到新的冷高压的补充和加强，这种高压往往可以迅速南下，进入我国。 由于欧亚大陆面积广大，北部地区气温又低，是北半球冷高压活动最频繁的地区，而我国地处欧亚大陆东岸，正是冷高压南下必经之路。三北地区是冷空入侵我国的前沿，一般在冷高压前锋称为冷锋，在冷锋过境时，在冷锋后面200km附近经常可出现大风就可造成一次6~10级（10.8~24.4m/s）大风。对风能资源利用来说，就是一次可以有效利用的高质量大风。 从三北地区向南，由于冷空气从源地长途跋涉，到达我国黄河中下游再到长江中下游，地面气温有所升高，使原来寒冷干燥气流性质，逐渐改变为较冷湿润的气流性质，（称为变性）也就是冷空气逐渐的变暖，这时气压差也变小，所以，风速由北向南逐渐的减小。 我国东部处于蒙古高压的东侧和东南侧，所以盛行风向都是偏北风，只视其相对蒙古高压中心的位置不同而实际偏北的角度有所区别。三北地区多为西北风，秦岭黄河下游以南的广大地区，盛行风向偏于北和东北之间。 春季（3~5月）是由冬季到夏季的过渡季节，由于地面温度不断升高，从4月开始，中、高纬度地区的蒙古高压强度已明显的减弱，而这时印度低压（大陆低压）及其向东北伸展的低压槽，已控制了我国的华南地区，与此同时，太平洋副热带 1 高压也由菲律宾向北逐渐侵入我国华南沿海一带，这几个高、低气压系统的强弱、消长却给我国风能资源有着重要的作用。 在春季这几种气流在我国频繁的交绥。春季是我国气旋活动最多的季节，特别是我国东北及内蒙一带气旋活动频繁，造成内蒙和东北的大风和沙暴天气。同样地江南气旋活动也较多，但造成的却是春雨和华南雨季。这也是三北地区风资源较南方丰富的一个主要的原因。全国风向已不如冬季风那样稳定少变，但仍以偏北风占优势，但风的偏南分量显著的增加。 夏季（6~8月）东亚地面气压分布开势与冬季完全相反。这时中、高纬度的蒙古高压向北退缩的已不清楚，相反地印度低压继续发展控制了亚州大陆，为全年最盛的季节。大平洋副热带高压等时也向北扩展和向大陆西伸。可以说东亚大陆夏季的天气气候变化基本上受这两个环流系统的强弱和相互作用所制约。 随着太平洋副热带高压的西伸北跳，我国东部地区均可受到它的影响，在此高压的西部为东南气流和西南气流带来了丰富的降水，但由于高、低压间压差小，风速不大，夏季是全国全年风速最小的季节。