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摘要由于固原市位于六盘山核心区域，对风力资源进行评估，为开发风力发电提供依据。研究结果表明，固原市六盘山风力资源丰富，有效风力出现小时数占全年77%左右，达到6 700 h以上，平均有效风功率密度为186 W/m，属于风能丰富区与较丰富区之间，且风能的平稳性能较好，利于风机运行，风电开发价值潜力巨大。
关键词固原； 风能； 风力发电
中图分类号S213文献标识码A文章编号0517-6611（2015）06-263-02
近年来，固原市政府投入大量资金建设风力发电站，在轻工业园区又引进风力发电塔筒制造项目，对当地风力资源分布状况的研究显得十分必要。1980、1984、2004年我国开展了3次风能资源普查，但是，朱成章指出我国3 次风能资源普查中尚存在某些问题[1]，所以地域性开展风的观测与风能调查就显得非常重要。各地都对风能特性开展详细的研究，如王翔对新疆博州风能资源进行初步观测和评估[2]，为开发风力资源提供科学依据。杨宏青利用77 个站点30 年资料及6 个野外观测点资料，对湖北省风的基本特征进行了详细分析[3]，探寻湖北省风能资源丰富区分布。
1材料与方法
1.1研究区概况固原市位于宁夏回族自治区南部，辖四县一区，即西吉、隆德、泾源、彭阳县和原州区，东与甘肃庆阳市、平凉市为邻，南与平凉市相连，西与白银市分界，北与宁夏中卫市、吴忠市接壤。地处西安、兰州、银川省府城市所构成的三角地带中心，是我国西部前景极佳的待开发地区。地域范围在35.14°～36.38° N，105.20°～106.58° E之间。境内以六盘山为南北脊柱，将全市分为东西两壁，呈南高北低之势，海拔大部分在1 500～2 200 m之间。该市位于我国黄土高原的西北边缘，由于受河水切割、冲击，形成丘陵起伏，沟壑纵横，山多川少，塬、梁、峁、壕交错的地理特征，属黄土丘陵沟壑区。总人口145.52万，人口密度137人/km2。总面积14 422.1 km2，固原市区面积45 km2。由于特殊的地理位置和地形特点，山顶风力资源丰富。因此，对固原市风能资源进行研究，为开发风力发电等提供依据是十分必要的。
1.2研究方法为详细查明固原市风能资源，固原市气象局在全市设置了43个自动气象站，开展风的观测，分析过程中结合了国家基本气象站的相关资料。6个代表站点站号为No.53817、No.53903、No.53910、No.53913、No.53914、No.53916。分析采用2013 年1～12 月1 个完整年的逐时风速风向资料。依据中华人民共和国国家标准《风电场风能资源评估方法》（ GB/T18710-2002），对资料的合理性和完整性进行检验，测风资料均为合理数据，资料完整率接近100%，符合GB/T18710-2002 中风电场风能资源评价所用资料完整率必须在90%以上的要求。
2结果与分析
2.1风速
2.1.1年平均风速。各地的年平均风速为2.2～6.5 m/s，最大风速为15.0～29.0 m/s，极大风速为25.2～43.8 m/s。
2.1.2风速、风能密度的日变化。各地风速、平均风功率密度日变化明显，规律性较强。各县（区）城市区域：09：00以后风速迅速增大，大风速时段为09：00～21：00，22：00～08：00风速相对较小；一般情况下10：00 以后≥3 m/s 风速可持续到18：00，风速的持续性非常好；平均风功率密度变化规律与风速变化一致，大值区也在09：00～21：00。但在六盘山顶，风速、平均风功率密度日变化与城市区域相反。
2.2威布尔参数分布风电场风速概率分布是体现风能资源统计性的重要指标和基础，描述风速概率分布有多种模式，国内外学者认为威布尔分布对风能计算而言是比较好的模式，也是目前风电开发中应用最多的一种模式。该模式利用各地风速数据，采用平均风速计算威布尔分布的尺度参数C（m/s）和形状参数K，通过这些参数，近似拟合风电场实际风速频率分布，了解风电场的风速特性。因此，双参数威布尔分布函数曲线的拟合对实际风能资源的评估、风力机的选择、风力发电机组年发电量以及风电场年总发电量的计算都是很重要的参数。威布尔分布的尺度参数C取决于风速的时间特征和该分布与平均风速之间的某种特定关联； 形状参数K表达该分布的形状。K 的值为9.17 ～22.00，K 值越大，说明风速波动越小，很显然，K 值越大，越适合风力发电。由表1 可知，固原市各地风速频率分布近似满足威布尔函数分布。
2.3风能各观测站有效风力出现小时数占全年25%左右； 有效风能时数均在1 679 h 以上； 有效风功率密度均在29.2 W/m 以上，特别是六盘山，年有效风能时数达6 783 h。对比我国风能评价指标可知，各观测点均属风能可利用区（表2）。
2.3.1各风向风能分布。原州区以西北风为主，风能主要
2.3.2各风速与风能百分比分布。风能主要分布在1～4 m/s 风速， 20 m/s 以上风速风能分布没有。固原全市风能最多分别出现在3～4 m/s 风速时段。
3结论与讨论
研究分析表明，固原市山峰有效风力出现小时数占全年19.2%～77.4%，在1 679～6 783 h之间，平均有效风功率密度在29.2～186.4 W/m之间，山顶完全具备风电开发价值。风能全日都有利用，主要集中在偏西风和东南风，极少出现破坏性大风。所以，风能的稳定性较好，有利于风机平稳运行，进行风电开发潜力巨大。
参考文献
[1] 朱成章.关于中国风能资源储量的质疑[J].中外能源，2010，15（4）：34-38.
[2] 王翔.博州风能资源研究[J].安徽农业科学， 2011， 39（22）：13653-13655.
[3] 杨宏青.湖北省风能资源评估[J].华中农业大学学报，2006，25（8）：683-686.
关键词固原； 风能； 风力发电
中图分类号S213文献标识码A文章编号0517-6611（2015）06-263-02
近年来，固原市政府投入大量资金建设风力发电站，在轻工业园区又引进风力发电塔筒制造项目，对当地风力资源分布状况的研究显得十分必要。1980、1984、2004年我国开展了3次风能资源普查，但是，朱成章指出我国3 次风能资源普查中尚存在某些问题[1]，所以地域性开展风的观测与风能调查就显得非常重要。各地都对风能特性开展详细的研究，如王翔对新疆博州风能资源进行初步观测和评估[2]，为开发风力资源提供科学依据。杨宏青利用77 个站点30 年资料及6 个野外观测点资料，对湖北省风的基本特征进行了详细分析[3]，探寻湖北省风能资源丰富区分布。
1材料与方法
1.1研究区概况固原市位于宁夏回族自治区南部，辖四县一区，即西吉、隆德、泾源、彭阳县和原州区，东与甘肃庆阳市、平凉市为邻，南与平凉市相连，西与白银市分界，北与宁夏中卫市、吴忠市接壤。地处西安、兰州、银川省府城市所构成的三角地带中心，是我国西部前景极佳的待开发地区。地域范围在35.14°～36.38° N，105.20°～106.58° E之间。境内以六盘山为南北脊柱，将全市分为东西两壁，呈南高北低之势，海拔大部分在1 500～2 200 m之间。该市位于我国黄土高原的西北边缘，由于受河水切割、冲击，形成丘陵起伏，沟壑纵横，山多川少，塬、梁、峁、壕交错的地理特征，属黄土丘陵沟壑区。总人口145.52万，人口密度137人/km2。总面积14 422.1 km2，固原市区面积45 km2。由于特殊的地理位置和地形特点，山顶风力资源丰富。因此，对固原市风能资源进行研究，为开发风力发电等提供依据是十分必要的。
1.2研究方法为详细查明固原市风能资源，固原市气象局在全市设置了43个自动气象站，开展风的观测，分析过程中结合了国家基本气象站的相关资料。6个代表站点站号为No.53817、No.53903、No.53910、No.53913、No.53914、No.53916。分析采用2013 年1～12 月1 个完整年的逐时风速风向资料。依据中华人民共和国国家标准《风电场风能资源评估方法》（ GB/T18710-2002），对资料的合理性和完整性进行检验，测风资料均为合理数据，资料完整率接近100%，符合GB/T18710-2002 中风电场风能资源评价所用资料完整率必须在90%以上的要求。
2结果与分析
2.1风速
2.1.1年平均风速。各地的年平均风速为2.2～6.5 m/s，最大风速为15.0～29.0 m/s，极大风速为25.2～43.8 m/s。
2.1.2风速、风能密度的日变化。各地风速、平均风功率密度日变化明显，规律性较强。各县（区）城市区域：09：00以后风速迅速增大，大风速时段为09：00～21：00，22：00～08：00风速相对较小；一般情况下10：00 以后≥3 m/s 风速可持续到18：00，风速的持续性非常好；平均风功率密度变化规律与风速变化一致，大值区也在09：00～21：00。但在六盘山顶，风速、平均风功率密度日变化与城市区域相反。
2.2威布尔参数分布风电场风速概率分布是体现风能资源统计性的重要指标和基础，描述风速概率分布有多种模式，国内外学者认为威布尔分布对风能计算而言是比较好的模式，也是目前风电开发中应用最多的一种模式。该模式利用各地风速数据，采用平均风速计算威布尔分布的尺度参数C（m/s）和形状参数K，通过这些参数，近似拟合风电场实际风速频率分布，了解风电场的风速特性。因此，双参数威布尔分布函数曲线的拟合对实际风能资源的评估、风力机的选择、风力发电机组年发电量以及风电场年总发电量的计算都是很重要的参数。威布尔分布的尺度参数C取决于风速的时间特征和该分布与平均风速之间的某种特定关联； 形状参数K表达该分布的形状。K 的值为9.17 ～22.00，K 值越大，说明风速波动越小，很显然，K 值越大，越适合风力发电。由表1 可知，固原市各地风速频率分布近似满足威布尔函数分布。
2.3风能各观测站有效风力出现小时数占全年25%左右； 有效风能时数均在1 679 h 以上； 有效风功率密度均在29.2 W/m 以上，特别是六盘山，年有效风能时数达6 783 h。对比我国风能评价指标可知，各观测点均属风能可利用区（表2）。
2.3.1各风向风能分布。原州区以西北风为主，风能主要
2.3.2各风速与风能百分比分布。风能主要分布在1～4 m/s 风速， 20 m/s 以上风速风能分布没有。固原全市风能最多分别出现在3～4 m/s 风速时段。
3结论与讨论
研究分析表明，固原市山峰有效风力出现小时数占全年19.2%～77.4%，在1 679～6 783 h之间，平均有效风功率密度在29.2～186.4 W/m之间，山顶完全具备风电开发价值。风能全日都有利用，主要集中在偏西风和东南风，极少出现破坏性大风。所以，风能的稳定性较好，有利于风机平稳运行，进行风电开发潜力巨大。
参考文献
[1] 朱成章.关于中国风能资源储量的质疑[J].中外能源，2010，15（4）：34-38.
[2] 王翔.博州风能资源研究[J].安徽农业科学， 2011， 39（22）：13653-13655.
[3] 杨宏青.湖北省风能资源评估[J].华中农业大学学报，2006，25（8）：683-686.