山东近海区域风能资源动力降尺度研究及储量估计-资源科学.PDFVIP

Resources Science 第33卷 第1期 2011年1月 2011，33（1）：178-183 Vol.33，No. 1Jan. ，2011 文章编号：1007-7588（2011）01-0178-06 山东省近海区域风能资源动力降 尺度研究及储量估计 董旭光 ，刘焕彬 ，曹 洁 ，石振彬 ，郭海涛 ，马传成1 1 1 2 3 3 （1.山东省气候中心，济南250031；2.山东省气象科技开发中心，济南250031； 3.山东省大气探测技术中心，济南250031） 摘 要：利用目前国内外广泛应用的中尺度数值模式系统MM5以及CALMET气象风场模块结合NCEP/NCAR 再分析资料，选取近年来沿海年平均风速变化的平均年-2008年作为模拟年，结合模拟年地面和高空气象观测资 料，对山东省近海风能资源进行动力降尺度模拟研究，得到不同高度1km×1km的风能资源分布状况。结合山东沿 海岸及海岛自动气象站同期测风记录，对比分析了10m高度数值模拟结果与实际观测结果的相对误差。利用 ARCGIS分析软件得到山东省近海范围内70m高度风能资源储量。结果表明：动力降尺度方法可用于较高分辨率 的风能资源数值模拟，可作为区域风能资源评价分析的有效手段。 关键词：动力降尺度；风能资源；相对误差；自动气象站； 1 引言 高了模拟效率，又更加真实地反应近地层局地风场 目前，由于常规能源紧缺和环境污染等问题日 变化特征，对复杂地形的风场模拟能力有了显著的 益突出，随着风力发电技术的成熟，风能作为一种 提高。动力降尺度方法包括两类：统计/经验方法、物 储量极大的可再生清洁能源已在世界各国范围内 理/动力方法。统计/经验方法在建立转换函数时需 得到广泛发展。当下，我国风电开发利用主要在陆 要大量的观测资料，其理论应用也存在局限性。物 地上，尤以东北、西北等地发展迅速，对于风能资源 理/动力方法是通过一个数值模式，利用大尺度的气 [4] [1] 候背景信息，建立更高分辨率的气象变量分布场 。 主要集中在沿海和海上 的山东省来说，陆上风电 场的发展已受到严重限制。在近海开发利用风能 中尺度数值模式MM5是区域气候研究领域中最成 资源，具有表面粗糙度低、湍流强度小、风力资源高 熟和完整的模式之一，MM5模式对风场具有较好的 [5～7] [2] 模拟效果 。本文利用中尺度数值模式MM5结合 和可利用面积大等优点，具有广阔的开发前景 。 对于寸土寸金的山东沿海来说，开发海上风电场是 CALMET气象风场模块对山东省近海区域风能资 山东未来风电发展的主方向。 源进行降尺度研究。得到10m和70m高度1km× 动力降尺度方法可以提高风速等气象要素的 1km的风能资源分布状况。 空间分辨率，是获得高分辨率风能资源分布的重要 2 模式简介 手段。低分辨率的格点资料必须经过降尺度处理 2.1 中尺度数值模式MM5