如何划分风电资源区域分类

4. 风能概况

我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。据中国气象科学研究院估算，全国平均风功率密度为100W/m2，风能资源总储量约32.26亿kW，可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW（依据陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量有7.5亿kW。

中国风能资源主要分布在东南沿海及附近岛屿，新疆、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北和青藏高原等部分地区，每年风速在 3m /s 以上的时间近 4000小时左右，一些地区年平均风速可达7m／s以上，具有很大的开发利用价值。我国面积广大，地形地貌复杂，故而风能资源状况及分布特点随地形、地理位置不同而有所不同，据此可将风能资源划分为四个区域（包括海上建设的风电场）。

(1) 北部（东北、华北、西北）地区风能较丰富带

风功率密度在200～300W/m2以上，有的可达500W/m2以上，如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁、承德围场等，可利用的小时数在5000小时以上，有的可达7000小时以上。这一风能较丰富带的形成，主要是由于北部地区处于中高纬度的地理位置。

由于欧亚大陆面积广大，北部地区气温又低，是北半球冷高压活动最频繁的地区，而我国地处欧亚大陆东岸，正是冷高压南下必经之路。北部地区是冷空气入侵我国的前沿，在冷锋（冷高压前锋）过境时，在冷锋后面200km附近经常可出现6～10级（10.8～24.4m/s）大风。对风能资源利用来说，就是可以有效利用的高质量大风。这一地区的风能密度，虽较东南沿海为小，但其分布范围较广，是我国连成一片的最大风能资源区。

(2) 沿海及其岛屿地区风能丰富带

沿海及其岛屿风能丰富带，年有效风功率密度在200W/m2以上，风功率密度线平行于海岸线，沿海岛屿风功率密度在500W/m2以上，如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等，可利用小时数约在7000～8000小时。这一地区特别是东南沿海，由海岸向内陆是丘陵连绵，风能丰富地区仅在距海岸50km之内。

东南沿海受台湾海峡的影响，每当冷空气南下到达海峡时，由于狭管效应使风速增大。冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线约1800km，岛屿6000多个，这是风能大有开发利用前景的地区。

(3) 内陆局部风能丰富区

在两个风能丰富带之外，风功率密度一般在100W/m2以下，可利用小时数3000小时以下。但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响，风能也较丰富，如鄱阳湖附近较周围地区风能就大，湖南衡山、湖北的九宫山、河南的嵩山、山西的五台山、安徽的黄山、云南太华山等也较平地风能为大。

青藏高原海拔4000m以上，这里的风速比较大，但空气密度小，如在海拔4000m的空气密度大致为海平面的67％，也就是说，同样是8m/s的风速，在海平面风功率密度为313.6W/m2，而在海拔4000m只有209.9W/m2。这里年平均风速3～5m/s，风能仍属一般地区。

(4) 海上风能丰富区

海上风电场的特点是风速高、发电量大，湍流强度小，可减少机组疲劳载荷，延长使用寿命，如陆上20年，海上可能25年；但是接入电力系统和机组基础成本高。我国海上风能资源丰富，东部沿海水深2m到15m的海域面积辽阔，按照与陆上风能资源同样的方法估测，10m高度可利用的风能资源约是陆上的3倍，即7.5亿kW，而且距离电力负荷中心很近，随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，将来必然会成为重要的电源。

5. 风能资源的我国风能资源的形成及其分布

朱瑞兆中国气象科学研究院我国风能资源的分布与天气气候背景有着非常密切的关系，从我国风能资源分布图上可以清楚看出，我国风能资源丰富和较丰富的地区主要分布在两个大带里。1．三北（东北、华北、西北）地区丰富带，风能功率密度在200～300瓦/米2以上，有的可达500瓦/米2以上，如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩 特的灰腾梁等、可利用的小时数在5000小时以上，有的可达7000小时以上。这一风能丰富带的形成，主要是由于三北地区处于中高纬度的地理位置有关。冬季（12-2月）整个亚州大陆完全受蒙古高压控制，其中心位置在蒙古人民共和国的西北部，从高压中不断有小股冷空气南下，进入我国。同时还有移动性的高压（反气旋）不时的南下，这类高压大致从四条路经侵入我国。一条是源于俄罗斯的新地岛，经西北利亚及蒙古人民共和国进入我国，由于是西北向称为西北路径；第二条源自冰岛以南洋面，经俄罗斯、哈萨克斯坦，基本上是自西向东进入我国新疆，称为西路经；第三条源自俄罗斯的太梅尔半岛，自北向南经西北利亚、蒙古人民共和国进入我国，称为北路经；第四条源于俄罗斯贝加尔湖的东西伯利亚地区，进入我国东北及华北一带，称为东北路经。这四条路经除东北路经外，一般都要经过蒙古人民共和国，当经过时蒙古高压得到新的冷高压的补充和加强，这种高压往往可以迅速南下，进入我国。由于欧亚大陆面积广大，北部地区气温又低，是北半球冷高压活动最频繁的地区，而我国地处欧亚大陆东岸，正是冷高压南下必经之路。三北地区是冷空入侵我国的前沿，一般在冷高压前锋称为冷锋，在冷锋过境时，在冷锋后面200km附近经常可出现大风就可造成一次6~10级（10.8~24.4m/s）大风。对风能资源利用来说，就是一次可以有效利用的高质量大风。从三北地区向南，由于冷空气从源地长途跋涉，到达我国黄河中下游再到长江中下游，地面气温有所升高，使原来寒冷干燥气流性质，逐渐改变为较冷湿润的气流性质，（称为变性）也就是冷空气逐渐的变暖，这时气压差也变小，所以，风速由北向南逐渐的减小。
我国东部处于蒙古高压的东侧和东南侧，所以盛行风向都是偏北风，只视其相对蒙古高压中心的位置不同而实际偏北的角度有所区别。三北地区多为西北风，秦岭黄河下游以南的广大地区，盛行风向偏于北和东北之间。春季（3~5月）是由冬季到夏季的过渡季节，由于地面温度不断升高，从4月开始，中、高纬度地区的蒙古高压强度已明显的减弱，而这时印度低压（大陆低压）及其向东北伸展的低压槽，已控制了我国的华南地区，与此同时，太平洋副热带高压也由菲律宾向北逐渐侵入我国华南沿海一带，这几个高、低气压系统的强弱、消长却给我国风能资源有着重要的作用。在春季这几种气流在我国频繁的交绥。春季是我国气旋活动最多的季节，特别是我国东北及内蒙一带气旋活动频繁，造成内蒙和东北的大风和沙暴天气。同样地江南气旋活动也较多，但造成的却是春雨和华南雨季。这也是三北地区风资源较南方丰富的一个主要的原因。全国风向已不如冬季风那样稳定少变，但仍以偏北风占优势，但风的偏南分量显着的增加。夏季（6~8月）东亚地面气压分布开势与冬季完全相反。这时中、高纬度的蒙古高压向北退缩的已不清楚，相反地印度低压继续发展控制了亚州大陆，为全年最盛的季节。大平洋副热带高压等时也向北扩展和向大陆西伸。可以说东亚大陆夏季的天气气候变化基本上受这两个环流系统的强弱和相互作用所制约。随着太平洋副热带高压的西伸北跳，我国东部地区均可受到它的影响，在此高压的西部为东南气流和西南气流带来了丰富的降水，但由于高、低压间压差小，风速不大，夏季是全国全年风速最小的季节。夏季大陆为热低压、海上为高压，高、低压间的等压线在我国东部几呈南北向分布的型式，所以夏季风盛行偏南风。秋季（9~11月），是由夏季到冬季的过渡季节，这时印度低压和太平洋高压开始明显衰退，而中高纬度的蒙古高压又开始活跃起来。由于冬季风来的迅速，且稳定维持，不像春季中夏季风代表冬季风那种来回进退的型式。此时，我国东南沿海已逐渐受到蒙古高压边缘的影响，华南沿海由夏季的东南风转为东北风。三北地区秋季已确立了冬季风的形势。各地多为稳定的偏北风，风速开始增大。
2．沿海及其岛屿地丰富带。年有效风能功率密度在200瓦/米2以上，将风能功率密度线平行于海岸线，沿海岛屿风能功率密度在500瓦/米2以上如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等。可利用小时数约在7000-8000小时，这一地区特别是东南沿海，由海岸向内陆是丘陵连绵，所以风能丰富地区仅在海岸50km之内，再向内陆不但不是风能丰富区，反而成为全国最小风能区，风能功率密度仅50瓦/米2左右，基本上是风能不能利用的地区。沿海风能丰富带，其形成的天气气候背景与三北地区基本相同，所不同的是海洋与大陆两种截然不同的物质所组成，二者的辐射与热力学过程都存在着明显的差异。大气与海洋间的能量交换大不相同。海洋温度变化慢，具有明显的热隋性，大陆温度变化快，具有明显的热敏感性，冬季海洋较大陆温暖，夏季较大陆凉爽，这种海陆温差的影响，在冬季每当冷空气到达海上时风速增大，再加上海洋表面平滑，摩擦力小，一般风速比大陆增大2-4m/s。东南沿海又受台湾海峡的影响，每当冷空气南下到达时，由于狭管效应的结果使风速增大，这里是我国风能资源最佳的地区。在沿海每年夏秋季节都可受到热带气旋的影响，当热带气旋风速达到8级（17.2m/s）以上时，称为台风。台风是一种直径1000km左右的圆形气旋，中心气压极低，台风中心0-30km范围内是台风眼，台风眼中天气较好，风速很小。在台风眼外壁天气最为恶劣，最大破坏风速就出现在这个范围内，所以一般只要不是在台风正面直接登陆的地区，风速一般小于10级（26m/s），它的影响平均有800~1000km的直经范围，每当台风登陆后我国沿海可以产生一次大风过程，而风速基本上在风力机切出风速范围之内。是一次满发电的好机会。
登陆台风每年在我国有11个，而广东每年登陆台风最多为3.5次，海南次之2.1次，台湾1.9次，福建1.6次，广西、浙江、上海、江苏、山东、天津、辽宁合计仅1.7次，由此可见，台风影响的地区由南向北递减、对风能资源来说也是南大北小。由于台风登陆后中心气压升高极快，再加上东南沿海东北~西南走向的山脉重叠，所以形成的大风仅在距海岸几十公里内。风能功率密度由300w/m2锐减到100w/m2以下。综观上述，冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿。相对内陆来说这里形成了我国风能丰富带。由于台湾海峡的狭管效应的影响，东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线18000多公里，岛屿6000多个，这里是风能大有开发利用的前景的地区。3．内陆风能丰富地区，在两个风能丰富带之外，风能功率密度一般在100w/m2以下，可以利用小时数3000小时以下。但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响，风能也较丰富，如鄱阳湖附近较周围地区风能就大，湖南衡山、安徽的黄山、云南太华山等也较平地风能为大。但是这些只限于很小范围之内，不像两大带那样大的面积，特别是三北地区面积更大。青藏高原海拔4000m以上，这里的风速比较大，但空气密度小，如在4000m的空气密度大致为地面的67%，也就是说，同样是8m/s的风速，在平原上风能功率密度为313.6w/m2，而在4000m只为209.9w/m2，而这里年平风速在3~5m/s，所以风能仍属一般地区。

6. 我国风能资源是如何分布

风能资源的分布使我国处在全球各国风能资源的中等水平上。我国位于亚洲大陆东部，靠近太平洋，季风强盛。我国内陆分布着许多山系，地形结构复杂，加之青藏高原耸立在我国西部，改变了海陆影响所引起的气压分布和大气环流，增加了我国季风的复杂性。冬季风来自西伯利亚和蒙古等中高纬度的内陆，使那里空气异常干燥寒冷。当那里的冷空气积累到一定程度时，在有利高空环流引导下就会爆发南下，俗称寒潮。寒潮形成的寒冷干燥的西北风频频南下，侵袭我国北方各地。每年冬季总有多次大幅度降温的强冷空气南下，主要影响我国西北、东北和华北，直到次年春去夏来时才消失。

我国幅员辽阔，陆疆总长达2万多公里，还有18000多公里的海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源丰富。我国离地10米高度的风能密度为100瓦／米2，风能资源总储量约32?26亿千瓦，可开发和利用的陆地上风能储量有2?53亿千瓦。如果包括海上，我国可用于风力发电的风场总装机容量超过10亿千瓦，差不多相当于50座三峡电站的装机容量。特别是东南沿海及附近岛屿、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北和青藏高原等部分地区，每年风速在3米／秒以上的时间近4000小时左右，一些地区年平均风速可达6～7米／秒以上，具有很大的开发利用价值。有关专家根据全国有效风能密度、有效风力出现时间百分率以及大于等于3米／秒和6米／秒风速的全年累积小时数，将我国风能资源划分为如下几个区域。

1?我国最大风能资源区是在东南沿海及其岛屿

这一地区，有效风能密度大于等于200瓦／米2的等值线平行于海岸线，沿海岛屿的风能密度在300瓦／米2以上，有效风力出现时间百分率达80％～90％，大于等于8米／秒的风速全年出现时间约7000～8000小时，大于等于6米／秒的风速也有4000小时左右。但从这一地区向内陆则丘陵连绵，冬半年强大冷空气南下，很难长驱直下，夏半年台风在离海岸50千米时风速便减少到68％，所风力强劲的大陈岛以，东南沿海仅在由海岸向内陆几十千米的地方有较大的风能，再向内陆则风能锐减。在不到100千米的地带，风能密度降至50瓦／米2以下，为全国风能最小区。但在福建的台山、平潭和浙江的南麂、大陈、嵊泗等沿海岛屿上，风能却都很大。其中台山风能密度为534?4瓦／米2，有效风力出现时间高达90％，大于等于3米／秒的风速全年累积可以达到7905小时。换言之，平均每天大于等于3米／秒的风速有21?3小时，是我国平地上有记录的风能资源最大的地方之一。

2?我国次大风能资源区位于内蒙古和甘肃北部等地

这一地区终年在西风带控制之下，而且又是冷空气入侵首当其冲的地方，风能密度为200～300瓦／米2，有效风力出现时间百分率为70％左右，大于等于3米／秒的风速全年有5000小时以上，大于等于6米／秒的风速在2000小时以上，从北向南逐渐减少，但不像东南沿海梯度那么大。风能资源最大的虎勒盖地区，大于等于3米／秒和大于等于6米／秒的风速的累积时数分别可达7659小时和4095小时。这一地区的风能密度虽没有南沿海大，但其分布范围较广，是我国连成一片的最大风能资源区。

3?黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海，风能也较大

这一地区风能密度也在200瓦／米2以上，大于等于3米／秒和6米／秒的风速全年累积时数分别为5000～7000小时和3000小时。

4?青藏高原、三北(西北、东北、华北)地区的北部和沿海，为风能较大区

这个地区(除去上述范围)风能密度在150～200瓦／米2之间，大于等于3米／秒的风速全年差不多在4000～5000小时之间，大于等于6米／秒风速全年累积为3000小时以上。青藏高原大于等于3米／秒的风速全年累积可达6500小时，不过因为青藏高原海拔高，空气密度较小，所以风能密度相对较小，在4000米的高度，空气密度大致为地面的67％。也就是说，同样是8米／秒的风速，在平地为313?6瓦／米2，而在4000米的高度却只有209?3瓦／米2。所以，如果仅按大于等于3米／秒和大于等于6米／秒的风速的出现小时数计算，青藏高原是我国风能资源最大的地区，而实际上这里的风能却比东南沿海岛屿的风能小很多。

从三北地区北部到沿海，差不多连成一片，包围着我国大陆。大陆上的风能可利用区也基本上同这一地区的界限相一致。