辉腾锡勒风电场风速变化分析研究论文_赵宇飞,张韬,曹阳,孟勐

1通辽市林业局内蒙古通辽市 028000;2内蒙古农业大学林学院内蒙古呼和浩特市 010000

【摘要】本文以内蒙古辉腾锡勒风电场为研究对象，深入分析了该地区风速变化，探究风电场建设是否对当地气象环境带来影响，进而探究其对生态环境的影响。得出以下结论：（1）辉腾锡勒风力发电场年最大风速变化为波浪型无明突出变化，辉腾锡勒风力发电场最大风速为明显的下降趋势；（2）对比年份之间风速之差为3-5度，无明显差距涨幅波动。表明辉腾锡勒风力发电场风速无突变现象（3）风机前的风速总高于风机另三面的风速。（4）风电场的同一时间段的风速随着高度增加风速越高。同一时间，同一高度的风电场的风速明显高于卓资县的风速，风机周围的风速比较高，目前对草场无产生影响。

【关键词】辉腾锡勒；风电场；环境；风速

1.研究背景

风能资源的评价分析是风电开发中的关键问题，而对风速气候变化的研究恰恰是风能评价分析中的重要环节，是了解风能资源的前提条件与重要基础，所以研究风速变化具有理论上的迫切性。辉腾锡勒风电厂是亚洲最大的风力发电场，地处内蒙古高原，海拨高，又是一个风口，风力资源非常丰富，因此了解辉腾锡勒风力发电场风速大小及变化特征具有实际意义。

2.研究区域概况

辉腾锡勒草原位于内蒙古自治区乌兰察布市察哈尔右翼中旗中南部，位于北纬41°05′～41°12′，东经112°33′～112°42′，海拔高度为2000～2131m。辉腾锡勒是蒙语，汉意寒冷的高原或冷坡。辉腾锡勒草原是典型的高山草甸草原，平均海拔2100m，总面积为300km2。植被覆盖率80%—95%。辉腾锡勒风能稳定性强，持续性好，品质高，是建设风电场最理想的场所。由于受西伯利亚和蒙古高原冷空气的影响，多寒潮大风，冬季漫长而酷冷，夏季短促而凉爽。

3.数据源与研究方法

3.1 气候资料

由于受西伯利亚和蒙古高原冷空气的影响，多寒潮大风，冬季寒冷，夏季凉爽，属大陆性季风气候四季特征明显。因大青山横亘中部的分隔，形成了前山地区比较温暖，雨量较多，后山地区是多风的特殊气候。年降水量约385mm，雨量集中在每年七、八、九月份。年平均气温1.3℃，无霜期95天～145天。本文利用分布于辉腾锡勒风电场中12个样地资料，选取2011年7月每2小时距地面150,100,50,0cm层的风速、平均风速、最大风速和同期（2011年7月）样地气象观测战大气压力、海拔、相对湿度、露点、热应力指数、风寒指数、温度气象数据。1994——2010年7、8月日平均风速、日最大风速、月平均风速数据。2012年七月20个样方的草本植物调查数据及2012年辉腾锡勒风电场相邻旗县（察右中旗、卓资县）气象数据。

3.2 研究方法

把记录的数据输入到Excel，再使用Excel对数据进行处理和做图。

4数据分析

4.1辉腾锡勒风力发电场平均风速的变化

由图（1）可以看出，辉腾锡勒风力发电场平均风速1994年、2000年、2011年为峰值，之后逐渐减小，1999年、2005年为谷值。1999年的平均风速最小20.5m/s，2010年的平均风速最大31m/s，1994——2011年平均风速为25.75m/s与其相差幅度为5m/s左右。说明辉腾锡勒风力发电场年最大风速变化为波浪型，无明突出变化。

4.2辉腾锡勒风力发电场最大风速的时间变化分析

图（2）为辉腾锡勒风力发电场1994——2011年的逐年最大风速曲线。年最大风速的多年平均值（1994——2011年平均）为98.92m/s(约99m/s)。由图（2）可以看出，近18a来辉腾锡勒风力发电场最大风速为明显的下降趋势，其下降趋势具有阶段性，可分为3个阶段：1994——1995年期间的最大风速在平均风速之上，为风速微强阶段，在其平均值（1994—2011年的平均）11m/s左右上下波动；1999年的最大风速为谷底期，为78m/s，比平均值小21m/s。第三阶段为2004——2011年最大风速无明显波动，在平均值99m/s上下波动。

4.3辉腾锡勒风力发电场平均风速的突变分析

气候突变是普遍存在于气候系统中的一个重要现象，，图(3)为1994-2011年平均风速和2011-1994年的平均风速柱状图，比较图中柱子，可看出，对比年份之间风速之差为3-5度。