图文：气象局风能太阳能资源评估中心宋丽莉演讲

　　2011北京国际风能大会暨展览会(CWP)在中国国际展览中心(新馆)召开。新浪财经图文直播大会。图为中国气象局风能太阳能资源评估中心研究员宋丽莉演讲。

　　宋丽莉：各位来宾下午好，很高兴有机会在这里给大家介绍一些最新中国风能资源评估成果。这个工作是中国气象局承担进行了三年多的时间得到的一个最新的结果，是于今年6月份最后确定的一些结果。

　　主要是这个项目的背景和一些数据处理、方法和最后的结论。这个项目是07年6月份的时候国家就决定要启动立项这项工作，到11月份就得国家发改委正式批复。这个工作就正式启动，实际上是08年开始就开始制定这个项目的一些实施方案等等一些工作。09年初就开始建设测风塔等等开展工作，这个工作我们依据的是目前国际国内的一些还有行业的一些一系列的规范。

　　基础数据的来源和处理就是这个项目是确定在全国建设400个测风塔，成果的依据是来自400个测风塔的数据。还有从全国2400个气象站中率选出来197个参证气象站的历史资料。因为这个成果还采用数字模拟手段来获取。使用数据是全球20再分析场资料，我国探空、地面气象观测资料，这这次成果利用了几乎全面的资料。另外还有涉及到我们评估地区一些地形数据。这是风能资源的详查区的区域确定，我们主要考虑是在中国的风能资源丰富区或者是可能潜在风能资源开发的区域选择了149个区域来进行详查。我们这次项目所依赖400个测风塔，高度70米到120米之间。分布在中国31个省，当然风能资源丰富的省份会多一些。风能资源缺乏的地区我们也做了一些探索性的测量。

　　400个测风塔的仪器观测设置是按照风能评估这样一些需求和国家规范和国际认可的规范来设置观测仪器，仪器的标定等等都是有严格的规范。对测风数据的管理，400个测风塔到目前为止还在运行和观测中。对400个测风塔观测数据的管理是一个庞大的系统工程。中国气象局是执行了两级管理，三级保障运行的措施，就是说国家级和省级还有一直到县一级的测风塔所在县一级对测风塔进行管理，确保这些数据的完整可靠性。

　　在管理过程中对数据的质量进行了严格的控制，主要是在风能观测期间对数据质量控制的几个环节是，一个是仪器安装以前对设备精度检测，对仪器安装之后我们有一个系统的验收，在观测期间有一个实时监控和对获取的数据实时进入数据库的时候也有一个检测和标注，对不确定的数据要进行标注，并且逐月来评估这400个塔数据的可靠性，并全国公布。在我们气象部门内部的公布。

　　最后我们获得了测风塔一年中的有效数据完整率，400个塔中有341个塔，有效完整率达到90%。有392个塔的数据都是可用，数据有效率都是达到70%。340个塔达到了90%这样的一个结果，我们还是比较满意的。

　　利用短期的观测数据只能评估观测期间的风资源状况，按照规范是需要对短期的数据进行一个长年代的评估。所以包括对抗风参数，比如50年一遇的风机抗风能力的评估。要能够参与到国家气象站的选择有这样的标准，一是有详细的台站的沿革信息，有理式观测数据，还具备与侧风塔同期关注的数据，还有离测风塔距离较近，相关性较好。之前对所有风资源评估的技术部门来说这都是一个非常棘手的问题，可以说是一个难题。重要就是气象站有台站的关注环境，受人类环境的影响比较严重。它很多时候可能无法代表当地气侯背景变化的情况，这个工作对我们来说具有挑战性。最后我们是从2400个气象站中经过筛选和处理，得出来197个参证气象站，可以作为全国风能资源常年评估的参考标尺。

　　技术方法是风资源的技术的技术方法是按照国际规范统一的方法。前面技术方法是一般对单塔的观测数据来计算它的峰资源状况，我们有标准软件全国统一下发，经过培训之后大家是在同一个软件下来操作这件事情。

　　这个成果一个最重要的技术方法，采用的是中国气象局建立的一个风能资源数值模拟系统。这个模式系统是在吸取了国际上一些先进的技术，结合我们中国气侯的特点来进行优化和改进而得出来的。最后得出来的是水平分辨率一公里的成果，并且根据GIS分析，技术的应用，扣除3500米以上高原和高砂，扣除一些自己或者是社会或者是经济发展的限制性因素，最后得到峰资源一个成果。

　　这里简单介绍一下我们数值模拟系统一个基本流程，同样这个数值模拟系统出来的成果。我来介绍一下这个项目得出来的评估成果，从400个塔实际测量的各种风能参数，以70米高度的各种参数为例，我们这里给出400个塔，每一个塔的70米高度的空气密度，给出了一些典型的风的垂直廓线。可以看出来总体上来说基本上符合我们通常用的风廓线的数学表达。在复杂地形，比如一些山地或者是很可能在沿海的地方会出现一些不是标准分布的风廓线的状况。我们对400个塔实际测量风速随高度的变化的廓线指数，通常叫他幂指数。得出27%的塔α值是小于0.1，风随高度的增加是比较缓慢的。38%的塔的幂指数大于0.15，这就说明风随高度的增加比较快。这是全国的一个分布。给出测风塔年平均功率密度，70米高度。一年中高或者低在每个月的分布，从这次的评估结果来看，中国大部分地区都是春冬季风能比较丰富，夏季是比较少的。但是具体分布到一些地区就是每个地区略有差异。像西北部和中部地区大概三份是比较大的月份。到了沿海地区，包括华南一带的沿海，风资源主要集中在东季月份。给出70米高度的平均风功率密度的分布，400个塔当中44%的塔风功率密度可以达到300%。相当于三级风电场的一个资源量，25%的塔可以达到四级风电场的资源量。

　　前面是测风塔短期观测所获得风资源的参数，利用前面我讲到的筛选出来的197个参证气象站对短期的观测数据进行一个查，来获得最近20年中的平均数据。在我们观测年度里头，有64%的塔评估下来他是略偏小的风速年份，在这里我们就会根据他能偏小多少，给他往上盯证，获得历史平均状况。这里给出50米高度，目前我们国家的风资源平均规范是50米高度风资源为主，这里暂时执行了国家规范给出来的指标。400个塔中有269个塔的风资源达到2级以上每平方米200瓦以上，48座塔达5级以上，这次设置一些塔是进行一些探索性的观测，比如说在中部和西南部地区也设置一些测风塔，在这些地区测量结果有一些风资源就不是很好。

　　这张图我认为是成果中对开发商来说是比较有用的，这个图是给出我们400个测风塔的风资源的方向分布。我们在规范里边还有规定了对湍流强度评定，70米高度风速15秒湍流强度。有82%的塔湍流强度小于0.12，有10%的塔在0.12-0.14，非常少的塔大于0.16。说明一点的是台风影响地区，测风塔并没有观测到台风最中心穿过的状况，台风经过的时候湍流强度有一个突变或者剧烈增大，在我们观测这三年中暂时没有看到，所以这个图只能说是非台风影响下的湍流强度的状况。

　　风电场设计还非常关注一个风电机组，我在这里50年能够遇到最大的风速是多少，这是一个风险的抵抗能力的评定参数。这里给出了在标准的空气密度下，50年一遇10分钟的平均风速，可以看出来总的来说大部分的地方我们国家是比较适合二类和三类的风电机组。但是在台风影响地区或者说地形比较高的地区，可能会突破这个参数。我们测量结果有3/4的塔的位置是适合三类风机，1/10的塔是二类风机，1/8的塔是一类风机，个别会大于这个数。这是给风机显形的一个参考。

　　最后以潜在开发量和技术开发量两个参数给出风资源评估全国总成果。这是本次评估出来50米高度30平均风速分布图，这是70米高度，这是100米高度。这是50米高度年平均风功率密度图。数值模拟结果总的来说是平均误差小于8%，当然那些山地省份误差会大一些，像平原省份误差比较小。70米高度的技术开发量是这样的分布，最多是内蒙、新疆、甘肃、黑龙江，这是以70米高度为结果进行显示。100米高度又有一些变化。

　　这次评估还对我们国家的8个千瓦风电基地的风资源进行了模拟，这是显示各个基地的状况。在气象风险方面，这次评估了台风风险和低温风险，大于42.5每秒风速在台风风力。这是气象站得出中国极端最低气温的分布图，这是我们这次获得的实际测量温度低于20度和30度的测风塔的分布情况。低于30度的有12个塔，超过12天，低温情况比较严重。

　　我们初步评估了一下，400个测风塔，50年一遇的最低气温，有118个塔地于-35度，88个塔低于-40度。对风的形成和长期变化进行了一个评估，这是发展深比较关注，我在风电场未来20年有没有风资源可以利用。得出结果是我们有一部分站总体来说风是略有下降的这样一点点趋势，但是绝大部分的地方，风的下降并不是很明显。在人类影响比较多的地方，减少的趋势要比没有人类影响比较少的地方要稍微大一点。我觉得这个结果可能是过去我们没有做过的，这个是给风电发展深的一个信心。

　　得出来的主要结论是本次获取的水平分辨率一公里全国的陆地风能资源储量，在50米高度技术开笔量是20亿KW，70米高26亿KW，100米高是34亿KW。谢谢大家。