广西风能资源总体评价和开发利用建议.doc

自然科学篇（下卷）４ 总结４．１ 影响广西暴雨发生的主要天气系统为热带气旋、西南低涡、低空急流、高空槽，其中热带气旋是广西暴雨的最主要原因，其次为西南低涡４．２广西暴雨变化总趋势为逐渐增多，在９０年代进入高峰期，期间洪涝和泥石流灾害也进入高发期统计表明严重泥石流灾害发生最多的为桂东北地区，其次为桂东南地区，桂西地区发生严重泥石流灾害最少 广西风能资源总体评价和开发利用建议 史彩霞 苏 志 黄梅丽 刘世学 引 言 风能作为一种分布广泛、取之不尽、用之不竭的绿色无污染的清洁能源，已成为人类社会可持续发展的首选能源，尤其是电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，促使风能资源开发、 发展风力发电迫在眉睫广西与全球一样，同样面临着能源短缺和环境恶化的压力，因此进行风能普查，为风能资源的合理开发和利用，保护生态环境，促进经济和社会的可持续发展意义重大 ２００４—２００５年，广西开展风能资源普查，根据《全国风能资源评价技术规定》计算分析有关风能参数，还到风能资源丰富地区进行实地考察，完成广西风能资源总体评价，并推荐部分具有风能资源开发潜力的区域，对广西风电场的选址、广西风能资源的开发利用具有重要的指导意义。

１ 资料来源 本文收集了广西全区９０个气象站３０ａ（１９７１～２０００年）的资料，以及防城港白 龙尾海洋气象站１４ａ的资料（１９６８—１９８１年），防城港企沙海洋气象站９ａ的资料（１９６０～１９６８年）和玉林大容山气象自动站１ａ的资料（２００４年７月１日～２００５年６月３０日），根据《全国风能资源评价技术规定》，系统地计算、分析广西的 风能资源分布特征２风能资源分布 风能资源的丰欠不仅与风速大小有关，还与当地的风向频率、可利用风速状况等有关因此，用平均风速、 风速频率、有效风速ｈ数、５０ａ一遇最大风速、风功率密度等风能参数来评价风能资源状况２．１平均风速 平均风速是评价某地风能资源状况的最基本的参数，风速的大小和稳定性对风能的质量有很大的影响２．１．１年平均风速的空间分布广西各地年平均风速０．７～７．４ｍ／ｓ，最大值出现在桂东南的玉林大容山，年平均风速高达７．４ｍ／ｓ，次大 值出现 在沿海地区的防城港、防城、北海和涠洲岛鹊兀 昶骄 缢僭冢矗? －５．Ｏｍ／ｓ之间，最小值出现在桂西的天峨、凤山、龙州、凭祥，年平均 风速Ｏ．７—０．９ｍ／ｓ，其余各地年 第一作者系广西气象秒技服务中心工程师。

－———４３０．．．． 皇塞垒堕矍堡圣平均风速在１ ０－３ Ｏｍ／ｓ之问（匿略）２ １ ２平均风速的年变化从平均风速的季节变化看，一般以冬、春季较大．夏、秋季较小从各月来看．广西大部以１—３月平均风速最大，７—９月最小除大容山外．各地月际间平均风速的变幅不是很大．风速最大值与最小值差值，除沿海地区大部、湘桂走廊在１ ５－２ ６ｍ／ｓ外．其他地区大多在１．０ｍ／Ｂ以下见图１ 图１广西年平均风建分布固２ ２风速频率 风速频率是指测风序列中每个风速区间（以ｌ ｎｖ’ｓ为１个 风速区间）内的风速出现频率每个风速区间的数字代表中间值．如５ｍ／ｓ风速区间为 ＾６ｍ／ｓ～５ ５ｍ／ｓ分析风速频率可以了解某地风速最常出现的风速区间，有助于选择最佳的风能利用方式广西桂北的兴安、沿海的防城港、涠洲岛以３ Ｏｍ／ｓ风速区间内的风速出现的频率最大，为１８％～２０％，其余各地以２ Ｏｍ／ｓ左右的风速出现的援率最大，为１８％～４６％广西各地３ｍ／ｓ以上风速出现的频率，大容山最大，高达８９ ５％，捆洲岛攻之，为７４ ３％．防城港第ｉ位，为” ／３ ２％；桂 东 北湘桂走廊的资源、兴安、桂林、全州和沿海的防城、北海等地在４０％一Ｓ０％之问 ．灵山为３４％．其余各地在３０％以下。

５ｍ／ｓ以上 风速出现的频率以大容山最大，为７０ ４％，防城港次之 常?５％，胡ｉｌｆｌ岛第三位，为３７ ３％；其余各地在３０％以下Ｅｍ／ｓ以上风速出现的频率，以大容 山最大，为４５ １％，沿海地区攻之．为５％～１１％，桂东北的湘桂走廊第三位，为３％左右；其余各地均在１％以下．见图２ 自然科学篇（下卷）２．３有效风速ｈ数 风力发电机的设计一般都有“起 动风速” 和“停机风速”两个指标起动风速”是指风力发电机最初开始运行速度，当风速增大到某一风速值时风力机就有遭受损坏的危险，必须自动停止运行，这一风速称为“停机风速”起动风速”至“ 停机风速” 之间的风速称为“有效风速”有效 风速” 的累计时 ‘间数称有效风速ｈ数目前，常用 风电机的有效风速区间为３—２５ｍ／ｓ 有效风速ｈ数反映一年中风能资源的可利用时数，是评价风能稳定性的１个重要参数根据广西有自记风观测的２６个气象站的风速资料，计算各地的有效风速ｈ数，结果表明：广西有效风速ｈ数以大容山最多，达７４７９ｈ，沿海地区次之，其中涠洲岛、防城港分别为５８３５ｈ和５７７８ｈ，防城、北海等地在４０００—４２００ｈ之间，桂东北的湘桂走廊地区有效风速ｈ数也较多；其中全州为４２２８ｈ，兴安、桂林在３５００ｈ左右，其余各地不足３０００ｈ（见表ｌ和图３）。

表１ 广西２６站的有效风速时数和５０ａ一遇最大风速表 序号 站名 年有效风速时数（ｈ） ５０ａ一遇最大风速（ｍ／ｓ） ｌ 资源 ２８６８ ３２．８ ２ 龙胜 １６４０ ２６．３ ３ 永福 １９１９． １６．５ ４ 兴安 ３５１９ １８．４ ５ 桂林 ３４３５ ２２．０ ６ 全州 ４２丝 ２４．０ ７ 罗城 １４７９ ｆ ８ 柳州 １５４２ １４．４ ９ 恭城 １９１３ １９．６ １０ 贺县 ９９ｒ７ １７．Ｏ ｌｌ 百色 ８７０ ２９．３ １２ 靖西 １３３４ １４．３ １３ 平果 ８５０ １６．４ １４ 武鸣 １３５６ １７．８ １５ 桂平 ４２６ １３．９ １６ 梧州 ２８７ １６．７ １７ 龙州 ４２ｌ １８．１ １８ 南宁 ６３２ １８．４ １９ 灵山 ２３５０ １９．４ ２０ 玉林 ９６３ ２０．１ ２１ 东兴 １４５８ 弘ｌ ２２ 防城 绷 ３０．Ｏ ２３ 防城港 ５７７８ ， ２４ 北海 ４１３２ ２９．７ ２５ 涠洲岛 ５８３５ ４１．０ ２６ 大容山 ７４７９ ， 备注：因罗城、防城港、大容山最大风速资料不足１５ａ，故推算不出５０ａ一遏最大风速 ·－——４３２．－．． 气象及防灾最叉 Ｒ衰％青＆Ａｔ小”女翻 再 ｌ 督 ｌｌ ｎ问孙 〔－－ｍ目 围３广西代表站的有效风速时数圈 ｌ２ ４ ５０ａ一遇最大风速 ５０ａ一遇虽大风速是指平均５０ａ出现１次的最大风速。

风电场工程设计通常要考虑当地的极端大风事件，即考虑风机对极端大风造成强大风压的抵抗能力，防止其损坏及保障周围公共安全；因此，ＳＯａ一遇最大风速是选择Ｈ力发电帆的１十重要指 标 根据广西有自记Ｍ观测的２３个气象站从建站开始至２０００年逐年冉记ｌＯｍｉｎ平均年最大 风 速资料，采用极 值Ｉ型分布推算各气象站５０ａ一遇最大风速． 见表１从表中可看出．沿海地区的东＊、防城、涠洲岛和桂北的资源等地５０ａ一遇最大风速均在３０ｍ／ｓ以上，涠｛ｌ｜『岛最大．达４１ｍ／ｓ，北海，百色、龙胜分别为２９ ７ｍ／ｓ、２９ ３ｍ／ｓ、２６ ３ｍ／ｓ．桂林，全州、玉林等地在２０—２Ａｍ／ｓ之间．其余气象站５０年一遇最大风速均在２０ｍ／ｓ以下２ ５平均风功率密度 平均风功率密度是指气流在单位日ｔ周内垂直通过单位面积的能量的平均值，是评价一个地联风能资源状况的重要指标根据现有气象站资料．并 结合防城港企沙、防墟港向监尾海洋气象站、容县大容山冉动气象站的测风贷丰｛．根据 ‘全国风能资源评价技术规定》计算广西的风功率密度．结果表明：广两年平均风功率密度分布与平均风速分布基本一致，高值区出现在沿海抱Ⅸ和海拔较高的山区．其年平均风功率密度大丁１５０Ｗ／ｍ２．其中以位于桂东南的大容山最大，达４１０ ７Ｗ／ｍ２．其次是防城港的白龙尾．为１５１Ｗ／ｍ２．沿海其余各地多 为１００ —１５０Ｗ／ｍ２，湘桂走廊的全州年平均风功率密度为５３Ｗ／ｍ２；其余各县（市）均在５０Ｗ／ｍ ４以下，３风能资源分区 风能资豫分区是指以年平均风功率密度为指标把一个国家或一个省分成若干风能区．按ｊ！｝ｌ中国气象局风能资源评价技术规定．一般情况下．将风能资源划为５个Ｋ；分别为：风能贸源饭ｊ？市区， 风能资潦丰富区、风能资源较丰富区、风能资潭一般区和风能资源贫乏Ｋ． 见表２。

４３３— 自然科学篇（下卷） 表２ ｌＯ米高度 风能区划指标表 风能分区 平均风功率密度（ｗ／ｍ２） 极丰富区 ＞２００ 丰富区 １５０～２００ 较丰富区 １００．１５０ 一般区 ５０—１００ 贫乏区 ＜５０根据 风能区划指标，广西风能资源的分区如下：３．１ 风能资源极丰富区 广西风能资源极丰富区主要分布在山体相对孤立的海拔较高的山区和北部湾海域这些区域年平均风速在５．５ｍ／ｓ以上，年有效 风速时数在６０００ｈ以上，如大容山，年平均风速高达７．４ｍ／ｓ，全年有效风速（３～２５ｍ／ｓ）时数高达７４７９ｈ，年平均风功率密度 为４１０．７Ｗ／ｍ２，风力资源十分丰富，具备发展大型风力发电场建设的优越的风能资源，具有很高的开发价值另外，根据广 东省沿海风能考察结果，广东省沿海岸线２ｋｍ宽地带属风能极丰富区，各地海岸线的年平均风速在７．Ｏｍ／ｓ以上，均 满足大型风电场年平均风速５．５ｍ／ｓ以上的要求广西与广东毗邻，虽然地理位置比广东偏西，北部湾海域不如南海海域大 导致沿海一带海岸线２ｋｍ以内区域的风速可能广西比广东稍小，不过可以肯定北部湾海上的风速比沿海一带海岸线２ｋｉｎ以内区域的风速大得多，因此可以推测，北部湾海域也属于风能极丰富区。

３．２风能资源丰富区 广西风能资源丰富区主要分布在沿海一带离海岸２ｋｍ以内的平坦开阔的滩涂及沿海岛屿等地，该区年平均风速为４．５—５．５ｍ／ｓ，年有效风速时数在５０００—６０００ｈ之 间；如防城港的白龙尾，年平均风功率密度为１５ｌＷ／ｍ２，其中冬半年９月一次年这６个月平均值为１８７．７Ｗ／ｍ２，年平均风速５．Ｏｍ／ｓ再如 涠洲岛，其年有效 风速时数达５８３５ｈ；如果用最大 风速推算，其年平均风功率密度可达２４４Ｗ／ｍ２， 风能资源也十分丰富３．３风能资源较丰富区 广西风能资源较丰富区分布在北部湾沿海离海岸约３～６ｋｍ的区域，包括钦州市南部、合浦县、北海市郊区等地 该区年有效 风速时数多在４０００～５０００ｈ之间，年平均风速为３．１～４．Ｏｍ／ｓ；如北海市，年平均风速为３．１ｍ／ｓ，年有效风速时数为４１３２ｈ，用最大风速推算的年平均风功率密度接近ｌＯＯＷ／ｍ２；本区是广西风能资源质量比较好的地区，而且交通发达，电网密布，对风力发电很有利 ３．４风能资源一般区 广西风能资源一般区主要分布在广西桂东北，即越城岭与海洋山之间的湘桂走廊的部分地区，如全州、 兴安、桂林等地 该区年有效风速时数多在３０００～４０００ｈ之间，年平均风速为２．７—３．１ｍ／ｓ。

如全州县，由于处于冷空气入侵的通道口上，１１月～次年３月的月平均风功率密度均在５０Ｗ／ｍ２以上，其中２月最大，达１５３Ｗ／ｍ２该区冬半年冷空气活动多，风速较大，风能最好，冬季风能具有开发利用的潜力３．５风能资源贫乏区 ； 广西风能资源贫乏区的地理分布广，面积大，包括了广西内 陆的大部分县市本区年有效 风速时数不足１５００ｈ，年平均风 速多在２．Ｏｍ／ｓ以下；其中广西西部的广大地区的平均风功率密度多在１０Ｗ／ｍ２以下．年有效风速时数在１０００ｈ以下，是广西风能资源最少的地区４风能资源总体评价 综合分析气象站的风能资源资料，ｉ：Ａ２乏防城港白龙尾、防城港企沙海洋气象站和玉林大容山的风能资 ··－—４３４．．一 气象及防灾减灾源实测资料，对广西风能资源分布的总体评价如下： （１）风能资源极丰富区主要分布山体相对孤立的海拔较高的山区和北部湾海域，如大容山等； （２）风能资源丰富区分布在沿海一带离海岸２ｋｍ以内。