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青藏高原风能资源评估取得初步成果

文章来源 :
2021-12-22 09:48

青藏高原是我国三大风区之一,每年的大风(17m/s以上)日数约75天。由于青藏高原上的空气密度较低,长期以来其风能资源被认为是“有气无力”,不具有开发利用价值。为了精准评估青藏高原风能资源及其开发潜力,“资源能源现状与远景评估”任务“清洁能源现状与远景评价”专题风能资源科考队,通过中尺度数值模拟、地面和高空历史气象观测资料分析、测风塔实测数据分析和典型地形声雷达探测实验,取得了青藏高原风能资源评估的初步成果。

研究工作采用年平均风功率密度来评价青藏高原的风能资源。在距地面100m的高度上,年平均风功率密度达到400W/m2时,近似于3级风能资源,即具有风电开发利用价值。青藏高原年平均风功率密度数值模拟结果表明(图1),100m高度上年平均风功率密度400W/m2以上的连片区域主要分布在昆仑山、喀喇昆仑山、可可西里、唐古拉山以及藏西南的冈底斯山,其它地区也具有零散分布的可开发风能资源。青藏高原100m高度的风能资源技术可开发量为14.8亿kW,占全国总量的16%,其中青海省4.8亿kW,西藏自治区10亿kW。青海省的风能资源技术可开发量主要集中在玉树州和海西州,其中玉树州占46%、海西州占36%。西藏自治区的风能资源技术可开发量主要集中在那曲市和阿里地区,其中那曲市占44%,阿里地区占38%。

截止到2020年底,青海省和西藏自治区的风电装机容量分别为842.8万千瓦和0.75万千瓦。青海省风电装机容量随高度增加较快,海西州和海北州120m高度风电装机容量是80m高度的1.70倍,得益于大型风电机组的发展。2021年10月,三峡集团投资开发了全球海拔最高的风电场—西藏措美高原实验风电场。该风电场位于喜马拉雅山北麓的措美县哲古镇,一期安装了10台风电机组,总装机容量为22MW。风能资源科考队在此风电场区开展了声雷达探测实验,初步揭示了山谷风效应是喜马拉雅山南侧风能资源的主要形成机制。由于青藏高原遍布大起伏的高山和极高山,且山脉顶部长年积雪,因此其风速日变化特征显著,而且与内陆山区有很大差异。青藏高原通常在午后风速迅速增大,日落后达到最大,后半夜至次日上午风速较小。在“十四五”期间,青藏高原风光储清洁能源基地的建设需要考虑风电和光电同时出现低谷时的应对措施。


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①青藏高原年平均风功率密度分布图

②声雷达探测的西藏山南市措美县哲古镇2021年11月风廓线日变化特征

③西藏珠峰科考站声雷达观测实验安装现场

④西藏山南市措美县哲古镇声雷达观测现场

⑤科考队员到达全球海拔最高的风电场—西藏措美高原实验风电场