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摘 要：为了评估西吉县偏城梁风电场风能资源状况，利用风电场测风塔和原州区气象站观测数据，按照标准的风力评估计算方法，对该地风力资源进行评估。计算表明10m高度主导风向是NNW和ESE方向，70m高度年平均风速风和风功率密度为6.489 m/s和275 W/㎡，湍流强度属于中等湍流强度，风功率密度2级。
关键词：风力资源；湍流强度；风功率密度
为准确了解西吉县偏城梁风能资源状况，对偏城梁风电场风能资源进行分析评估，定量统计分析该地区风能资源状况，对偏城梁风电场前期开发建设提供理论基础，也为加快区域风资源评估提供了理论依据。
一、风电场概况及测风塔位置
西吉县偏城梁风电场位于西吉县东南偏城乡境内，东面紧靠原州区是固原市和原州区人民政府所在地，风电场地势起伏，场地开阔。测风塔所在位置位于东径106°0′37″，北纬37°58′53″，海拔高度约1944m。观测时间是2010年5月1日-2011年5月1日，观测高度为10m、50m、60m、70m。
二、 测风数据来源
原州区气象站是国家基准气象站，位于测风塔的东面，是与风塔最近的气象站，地理坐标为东经106°16′，北纬36°00′N，海拔高度1753m，属于国家基准气候站。建站于1957年1月，有57年长序列气象资料，因此选用原州区气象站1980～2010年10m高度风向风速进行分析，对风电场资源情况有较好的参证作用。
三、 参证站风资源分析
1.参证站风资源分析
（1）年平均风速。原州区气象站近30年（1981～2010年）平均风速2.6m/s，在2.3-3.0m/s之间变化。其中，1981-1982年风速相对较大，在2.9-3.0 m/s之间；1983-1991年相对较小，在2.5-2.8 m/s之间；1984年为近30a中最小，为2.3 m/s；1992-1995风速较大，在2.8-3.0 m/s之间；1996-2010年风速较小，在2.4-2.8 m/s之间。
（2）月平均风速。原州区气象站近30年累月平均风速在2.4-3.0m/s之间变化。春季3-5月平均风速较大，为3.1m/s，其次夏季6-8月平均风速为2.6 m/s，秋季9-11月平均風速相对较小，为2.4m/s。冬季1月平均风速最小，为2.3 m/s。
（3）风向频率。1981-2010年主风向为北西北（NNW）和东东南（ESE），出现频率分别为10.8%和9.7%，其次是E、SE和NW风，各占8.7%、8.6%和7.7%，其他风向出现频率较小，仅占2.6-7.0%，静风出现频率为0.9%，图1为风向频率图。
2.测风塔代表年风资源分析
（1）年变化。通过对各个高度测风数据进行统计分析，测风塔10m、50m、60m、70m高度年平均风速分别为5.509 m/s、6.264 m/s、6.254 m/s、6.489 m/s，年平均风功率密度分别为174W/㎡、250 W/㎡、258 W/㎡、275 W/㎡。从70m处推算得测风塔100m高度处年平均风速为6.87 m/s，年平均风功率密度为321.4 W/㎡。
（2） 风向频率和风能密度方向分布。统计结果显示，测风塔10m高度全年主风向为北（N），频率19.5%，次风向为东南偏南（SSE），频率14.5%；风能密度分布主方向为北（N），占总能量的29.4%，风能密度分布次方向为东南偏北（SSE），占总能量的15.2%。
统计结果显示，测风塔70m高度全年主风向为北（N），频率19.7%，次风向为西北偏北（NNW），占总能量的13.5%，风能密度分布主方向为北（N），占总能量的22.5%。风能密度分布次方向为东南偏南（SSE），占总能量的16.7%。
（3） 风速、风能频率和有效风速小时数。代表年70m高度风速频率主要分布在1-11 m/s；代表年风速频率变化特征与观测年基本一致。风能频率分布在7-16 m/s之间。从70m处推算得出测风塔100m高度处年平均风速为6.87 m/s，年平均风功率密度为321.4 W/㎡。70m高度全年有效风速小时数（3 m/s≤t有效≤25 m/s）为7253h。
（4） 风切变指数和湍流强度。根据拟合的风切变指数为0.194，70m高度平均湍流强度属于中等湍流强度，对风电机组的性能有一定影响。
四、 结语
1.根据《GB/T 18710-2002风电场风能源评估办法》，判定项目区域风功率密度属于2级。
2.根据国际电工协会IEC61400-1（2005）标准，判定项目址区域属于Ⅲ类标准，在风机选型上需选用适合ⅢC类风场运行的高性能风机。
综上所述，本项目风电场风力资源比较丰富，代表年风况品质较好，具有一定的商业开发价值，是一个较理想的风电场。
参考文献：
[1] 王晨华，王新友，潘忠涛，等.昌马风电场风资源状况分析[J].科技创新与应用，2016，（22）：1-3.
[2] 祁文军，姜 超，方建疆，等.达坂城风电场风能资源分析[J].太阳能学报，2013，34（5）：909-914.
[3] 张海青，孙红军，党建国.德令哈尕海南风电场风能资源评估与分析[J].内燃机与配件，2007，（5）：142-145.
[4] 罗红磊，何 如，周绍毅，等.广西山地风能资源评估[J].能源与节能，2017，（6）：81-84.
[5] 杨宏青，孙 杰， 刘 敏，等.华山观风电场风能资源评价[J].长江流域资源与环境，2010，19（2）：176-179.
[6] 张琳琳，张 莉，黄浩辉.惠州大甲岛风资源评估[J].气象研究与应用，2011，（32）：125-126.
[7] 齐丽丽，袁国恩.尖山子风电场风能资源评价[J].可再生能源，2003，（5）：39-41.
[8] 刘晓燕，徐卫民，贺志明.老爷庙风电场风能资源评价[J].江西能源，2003，（4）：28-30.
[9] 于丽洁. 新疆盐湖风电场风能资源评估分析[J].水电与新能源，2014，（7）：71-74.
[10]GB/T 18710-2002.风电场风能资源评估方法[S].北京：中国标准出版社，2002.
作者简介：韩世昌（1973-），男，工程师，主要从事气象服务与应用气象研究工作。
通讯作者：梁继忠（1972-），男，工程师，主要从事综合气象观测工作。
关键词：风力资源；湍流强度；风功率密度
为准确了解西吉县偏城梁风能资源状况，对偏城梁风电场风能资源进行分析评估，定量统计分析该地区风能资源状况，对偏城梁风电场前期开发建设提供理论基础，也为加快区域风资源评估提供了理论依据。
一、风电场概况及测风塔位置
西吉县偏城梁风电场位于西吉县东南偏城乡境内，东面紧靠原州区是固原市和原州区人民政府所在地，风电场地势起伏，场地开阔。测风塔所在位置位于东径106°0′37″，北纬37°58′53″，海拔高度约1944m。观测时间是2010年5月1日-2011年5月1日，观测高度为10m、50m、60m、70m。
二、 测风数据来源
原州区气象站是国家基准气象站，位于测风塔的东面，是与风塔最近的气象站，地理坐标为东经106°16′，北纬36°00′N，海拔高度1753m，属于国家基准气候站。建站于1957年1月，有57年长序列气象资料，因此选用原州区气象站1980～2010年10m高度风向风速进行分析，对风电场资源情况有较好的参证作用。
三、 参证站风资源分析
1.参证站风资源分析
（1）年平均风速。原州区气象站近30年（1981～2010年）平均风速2.6m/s，在2.3-3.0m/s之间变化。其中，1981-1982年风速相对较大，在2.9-3.0 m/s之间；1983-1991年相对较小，在2.5-2.8 m/s之间；1984年为近30a中最小，为2.3 m/s；1992-1995风速较大，在2.8-3.0 m/s之间；1996-2010年风速较小，在2.4-2.8 m/s之间。
（2）月平均风速。原州区气象站近30年累月平均风速在2.4-3.0m/s之间变化。春季3-5月平均风速较大，为3.1m/s，其次夏季6-8月平均风速为2.6 m/s，秋季9-11月平均風速相对较小，为2.4m/s。冬季1月平均风速最小，为2.3 m/s。
（3）风向频率。1981-2010年主风向为北西北（NNW）和东东南（ESE），出现频率分别为10.8%和9.7%，其次是E、SE和NW风，各占8.7%、8.6%和7.7%，其他风向出现频率较小，仅占2.6-7.0%，静风出现频率为0.9%，图1为风向频率图。
2.测风塔代表年风资源分析
（1）年变化。通过对各个高度测风数据进行统计分析，测风塔10m、50m、60m、70m高度年平均风速分别为5.509 m/s、6.264 m/s、6.254 m/s、6.489 m/s，年平均风功率密度分别为174W/㎡、250 W/㎡、258 W/㎡、275 W/㎡。从70m处推算得测风塔100m高度处年平均风速为6.87 m/s，年平均风功率密度为321.4 W/㎡。
（2） 风向频率和风能密度方向分布。统计结果显示，测风塔10m高度全年主风向为北（N），频率19.5%，次风向为东南偏南（SSE），频率14.5%；风能密度分布主方向为北（N），占总能量的29.4%，风能密度分布次方向为东南偏北（SSE），占总能量的15.2%。
统计结果显示，测风塔70m高度全年主风向为北（N），频率19.7%，次风向为西北偏北（NNW），占总能量的13.5%，风能密度分布主方向为北（N），占总能量的22.5%。风能密度分布次方向为东南偏南（SSE），占总能量的16.7%。
（3） 风速、风能频率和有效风速小时数。代表年70m高度风速频率主要分布在1-11 m/s；代表年风速频率变化特征与观测年基本一致。风能频率分布在7-16 m/s之间。从70m处推算得出测风塔100m高度处年平均风速为6.87 m/s，年平均风功率密度为321.4 W/㎡。70m高度全年有效风速小时数（3 m/s≤t有效≤25 m/s）为7253h。
（4） 风切变指数和湍流强度。根据拟合的风切变指数为0.194，70m高度平均湍流强度属于中等湍流强度，对风电机组的性能有一定影响。
四、 结语
1.根据《GB/T 18710-2002风电场风能源评估办法》，判定项目区域风功率密度属于2级。
2.根据国际电工协会IEC61400-1（2005）标准，判定项目址区域属于Ⅲ类标准，在风机选型上需选用适合ⅢC类风场运行的高性能风机。
综上所述，本项目风电场风力资源比较丰富，代表年风况品质较好，具有一定的商业开发价值，是一个较理想的风电场。
参考文献：
[1] 王晨华，王新友，潘忠涛，等.昌马风电场风资源状况分析[J].科技创新与应用，2016，（22）：1-3.
[2] 祁文军，姜 超，方建疆，等.达坂城风电场风能资源分析[J].太阳能学报，2013，34（5）：909-914.
[3] 张海青，孙红军，党建国.德令哈尕海南风电场风能资源评估与分析[J].内燃机与配件，2007，（5）：142-145.
[4] 罗红磊，何 如，周绍毅，等.广西山地风能资源评估[J].能源与节能，2017，（6）：81-84.
[5] 杨宏青，孙 杰， 刘 敏，等.华山观风电场风能资源评价[J].长江流域资源与环境，2010，19（2）：176-179.
[6] 张琳琳，张 莉，黄浩辉.惠州大甲岛风资源评估[J].气象研究与应用，2011，（32）：125-126.
[7] 齐丽丽，袁国恩.尖山子风电场风能资源评价[J].可再生能源，2003，（5）：39-41.
[8] 刘晓燕，徐卫民，贺志明.老爷庙风电场风能资源评价[J].江西能源，2003，（4）：28-30.
[9] 于丽洁. 新疆盐湖风电场风能资源评估分析[J].水电与新能源，2014，（7）：71-74.
[10]GB/T 18710-2002.风电场风能资源评估方法[S].北京：中国标准出版社，2002.
作者简介：韩世昌（1973-），男，工程师，主要从事气象服务与应用气象研究工作。
通讯作者：梁继忠（1972-），男，工程师，主要从事综合气象观测工作。