世界风力发电网

（１）   季节性的变化

我国位于亚洲大陆东部，濒临太平洋，季风强盛，内陆还有许多山系，地形复杂，加之青藏高原耸立我国西部，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，那里空气十分严寒干燥，冷空气积累到一定程度，在有利高空环流引导下，就会爆发南下，俗称寒潮，在此频频南下的强冷空气控制和影响下，形成寒冷干燥的西北风侵袭我国北方各省（直辖市、自治区）。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，直到次年春夏之交才会消失。

夏季风是来自太平洋的东南风、印度洋和南海的西南风，东南季风影响遍及我国东半部，西南季风则影响西南各省和南部沿海，但风速远不及东南季风大。热带风暴是太平洋西部和南海热带海洋上形成的空气涡旋，是破坏力极大的海洋风暴，每年夏秋两季频繁侵袭我国，登陆我国南海之滨和东南沿海，热带风暴也能在上海以北登陆，但次数很少。

（２）   地域性的变化

    中国地域辽阔，风能资源比较丰富。特别是东南沿海及其附近岛屿，不仅风能密度大，年平均风速也高，发展风能利用的潜力很大。在内陆地区，从东北、内蒙古，到甘肃走廊及新疆一带的广阔地区，风能资源也很好。华北和青藏高原有些地方也能利用风能。

　　东南沿海的风能密度一般在２００Ｗ／㎡，有些岛屿达３００Ｗ／㎡以上，年平均风速７ｍ／ｓ左右，全年有效风时６０００多小时。内蒙古和西北地区的风能密度也在１５０～２００Ｗ／㎡，年平均风速６ｍ／ｓ左右，全年有效风时５０００～６０００ｈ。青藏高原的北部和中部，风能密度也有１５０Ｗ／㎡，全年３ｍ／ｓ以上风速出现时间５０００ｈ以上，有的可达６５００ｈ。

青藏高原地势高亢开阔，冬季东南部盛行偏南风，东北部多为东北风，其它地区一般为偏西风，冬季大约以唐古拉山为界，以南盛行东南风，以北为东至东南风。

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。我国现有风电场场址的年平均风速均达到６ｍ／ｓ以上。一般认为，可将风电场分为三类：年平均风速６ｍ／ｓ以上时为较好；７ｍ／ｓ以上为好；８ｍ／ｓ以上为很好。可按风速频率曲线和机组功率曲线，估算标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于６ｍ／ｓ以上的地区，在全国范围内仅仅限于较少数几个地带。就内陆而言，大约仅占全国总面积的１／１００，主要分布在长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿，这些地区是我国最大的风能资源区以及风能资源丰富区，包括山东、辽东半岛、黄海之滨，南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛，内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北，新疆达阪城，阿拉山口，河西走廊，松花江下游，张家口北部等地区以及分布各地的高山山口和山顶。

中国沿海水深在２～１０ｍ的海域面积很大，而且风能资源好，靠近我国东部主要用电负荷区域，适宜建设海上风电场。

我国风能丰富的地区主要分布在西北、华北和东北的草原或戈壁，以及东部和东南沿海及岛屿，这些地区一般都缺少煤炭等常规能源。在时间上，冬春季风大、降雨量少，夏季风小、降雨量大，与水电的枯水期和丰水期有较好的互补性（见表３－１）。

风能分布具有明显的地域性的规律，这种规律反映了大型天气系统的活动和地形作用的综合影响。而划分风能区划的目的，是为了了解各地风能资源的差异，以便合理地开发利用。

（１）   区划标准

第一级区划选用能反映风能资源多寡的指标，即利用年有效风能密度和年风速大等于３ｍ／ｓ风的年累积小时数的多少将全国分为４个区，如表３－２所示。

　　　　　　　　　　　表３－２　风能区划标准

第二级区划指标，选用一年四季中各季风能大小和有效风速出现的小时数。

第三级区划指标，采用风力机安全风速，即抗大风的能力，一般取３０年一遇。

一般，按照一级指标划分，就可以粗糙地了解风能区划的大的分布趋势。

（２）   中国风能分区及各区气候特征

按表３－２的指标将全国划分为４个区（见图３－２）。

①     风能丰富区

ａ．东南沿海、山东半岛和辽东半岛沿海区。这一地区由于面临海洋，风力较大，愈向内陆，风速愈小。在我国，除了高山气象站——长白山、天池、五台山、贺兰山等外，全国气象站风速≥７ｍ／ｓ的地方，都集中在东南沿海。平潭年平均风速为８．７ｍ／ｓ，是全国平地上最大的。该区有效风能密度在２００Ｗ／㎡以上，海岛上可达３００Ｗ／㎡以上，其中平潭最大。风速≥３ｍ／ｓ的小时数全年有６０００ｈ以上，风速≥６ｍ／ｓ的小时数在３５００ｈ以上。而平潭分别可达７９３９ｈ和６３９５ｈ。也就是说，风速≥３ｍ／ｓ的风每天平均有２１．７５ｈ。这里的风能潜力是十分可观的。

这一区，风能大的原因，主要是由于海面比起伏不平的陆地表面摩擦阻力小。在气压梯度力相同的条件下，海面上风速比陆地要大。风能的季节分配，山东、辽东半岛春季最大，冬季次之，这里３０年一遇１０ｍｉｎ平均最大风速为３５～４０ｍ／ｓ，瞬时风速可达５０～６０ｍ／ｓ，为全国最大风速的最大区域。而东南沿海、台湾及南海诸岛都是秋季风能最大，冬季次之，这与秋季台风活动频繁有关。

ｂ．三北地区。本区是内陆风能资源最好的区域，年平均风能密度在２００Ｗ／㎡以上，个别地区可达３００Ｗ／㎡。风速≥３ｍ／ｓ的时间１年有５０００～６０００ｈ，风速≥６ｍ／ｓ的时间１年在３０００ｈ以上，个别地区在４０００ｈ以上。本区地面受蒙古高压控制，每次冷空气南下都可造成较强风力，而且地面平坦，风速梯度较小，春季风能最大，冬季次之。３０年一遇１０ｍｉｎ平均最大风速可达３０～３５ｍ／ｓ，瞬时风速为４５～５０ｍ／ｓ，本区地域远较沿海为广。

ｃ．松花江下游区。本区风能密度在２００Ｗ／㎡以上，风速≥３ｍ／ｓ的时间有５０００ｈ，每年风速≥（６～２０）ｍ／ｓ的时间在３０００ｈ以上。本区的大风多数是由东北低压造成的。东北低压春季最易发展，秋季次之，所以春季风力最大，秋季次之。同时，这一地区又处于峡谷中，北为小兴安岭，南有长白山，这一区正好在喇叭口处，风速加大。３０年一遇１０ｍｉｎ平均最大风速２５～３０ｍ／ｓ，瞬时风速为４０～５０ｍ／ｓ。

②　风能较丰富区

ａ．东南沿海内陆和渤海沿海区。从汕头沿海岸向北，沿东南沿海经江苏、山东、辽宁沿海到东北丹东。实际上是丰富区向内陆的扩展。这一区的风能密度为１５０～２００Ｗ／㎡，风速≥３ｍ／ｓ的时间有４０００～５０００ｈ，风速≥６ｍ／ｓ的有２０００～３５００ｈ。长江口以南，大致秋季风能大，冬季次之；长江口以北，大致春季风能大，冬季次之。３０年一遇１０ｍｉｎ平均最大风速为３０ｍ／ｓ左右，瞬时风速为５０ｍ／ｓ。

ｂ．三北的南部区。从东北图们江口区向西，沿燕山北麓经河套穿河西走廊，过天山到新疆阿拉山口南，横穿三北中北部。这一区的风能密度为１５０～２００Ｗ／㎡，风速≥３ｍ／ｓ的时间有４０００～４５００ｈ。这一区的东部也是丰富区向南向东扩展的地区。在西部北疆是冷空气的通道，风速较大也形成了风能较丰富区。３０年一遇１０ｍｉｎ平均最大风速为３０～３２ｍ／ｓ，瞬时风速为４５～５０ｍ／ｓ。

ｃ．青藏高原区。本区的风能密度在１５０Ｗ／㎡以上，个别地区可达１８０Ｗ／㎡。而３～２０ｍ／ｓ的风速出现时间却比较多，一般在５０００ｈ以上。所以，若不考虑风能密度，仅以风速≥３ｍ／ｓ出现时间来进行区划，那么该地区应为风能丰富区。但是，由于这里海拔在３０００～５０００ｍ以上，空气密度较小。在风速相同的情况下，这里风能较海拔低的地区为小，若风速同样是８ｍ／ｓ，上海的风能密度为３１３．３Ｗ／㎡，而呼和浩特为２８６．０Ｗ／㎡，两地高度相差１０００ｍ，风能密度则相差１０％。因此，计算青藏高原的风能时，必须考虑空气密度的影响，否则计算值会大大地偏高。青藏高原海拔较高，离高空西风带较近，春季随着地面增热，对流加强，上下冷热空气交换，使西风急流动量下传，风力变大，故这一区地春季风能最大，夏季次之。这是由于此区里夏季转为东风急流控制，西南季风爆发，雨季来临，但由于热力作用强大，对流活动频繁且旺盛，所以风力也较大。３０年一遇１０ｍｉｎ平均最大风速为３０ｍ／ｓ，虽然这里极端风速可达１１～１２级，但由于空气密度小，风压却只能相当于平原的１０级。

③　风能可利用区

ａ．两广沿海区。这一区在南岭以南，包括福建海岸向内陆５０～１００㎞的地带。风能密度为５０～１００Ｗ／㎡，每年风速≥３ｍ／ｓ的时间为２０００～４０００ｈ，基本上从东向西逐渐减小。本区位于大陆的南端，但冬季仍有强大冷空气南下，其冷风可越过本区到达南海，使本区风力增大。所以，本区的冬季风力最大；秋季受台风的影响，风力次之。由广东沿海的阳江以西沿海，包括雷州半岛,春季风能最大。这是由于冷空气在春季被南岭山地阻挡，一股股冷空气沿漓江河谷南下，使这一地区的春季风力变大。秋季，台风对这里虽有影响，但台风西行路径仅占所有台风的１９％，台风影响不如冬季冷空气影响的次数多，故本区的冬季风能较秋季为大。３０年一遇１０ｍｉｎ平均风速可达３７ｍ／ｓ，瞬时风速可达５８ｍ／ｓ。

ｂ．大、小兴安岭山地区。大小兴安岭山地的风能密度在１００Ｗ／㎡左右，每年风速≥３ｍ／ｓ的时间为３０００～４０００ｈ。冷空气只有偏北时才能影响到这里，本区的风力主要受东北低压影响较大，故春、秋季风能大。３０年一遇最大１０ｍｉｎ平均风速为３０～３２ｍ／ｓ，瞬时风速可达４５～５０ｍ／ｓ。

ｃ．中部地区。东北长白山开始向西过华北平原，经西北到中国最西端，贯穿中国东西的广大地区。由于本区有风能欠缺区（即以四川为中心）在中间隔开,这一区的形状与希腊字母“η”很相像，它约占全国面积５０％。在“η”字形的前一半，包括西北各省的一部分、川西和青藏高原的东部和南部。风能密度为１００～１５０Ｗ／㎡，一年风速≥３ｍ／ｓ的时间有４０００ｈ左右。这一区春季风能最大，夏季次之。“η”字形的后一半分布在黄河和长江中下游。这一地区风力主要是冷空气南下造成的，每当冷空气过境，风速明显加大，所以这一地区的春、冬季节风能大。由于冷空气南移的过程中，地面气温较高，冷空气很快变性分裂，很少有明显的冷空气到达长江以南。但这时台风活跃，所以这里秋季风能相对较大，春季次之。３０年一遇最大１０ｍｉｎ平均风速为２５ｍ／ｓ左右，瞬时风速可达４０ｍ／ｓ。

④　风能贫乏区

ａ．川云贵和南岭山地区。本区以四川为中心，西为青藏高原，北为秦岭，南为大娄山，东面为巫山和武当山等。这一地区冬半年处于高空西风带“死水区”内，西周的高山，使冷空气很难入侵。夏半年台风也很难影响到这里，所以，这一地区为全国最小风能区，风能密度在５０Ｗ／㎡以下。成都仅为３５Ｗ／㎡左右。风速≥３ｍ／ｓ的时间在２０００ｈ以下，成都仅有４００ｈ。南岭山地风能欠缺，由于春、秋季冷空气南下，受到南岭阻挡，往往停留在这里，冬季弱空气到此也形成南岭准静止风，故风力较小。南岭北侧受冷空气影响相对比较明显，所以冬、春季风力最大。南岭南侧多为台风影响，故风力最大的在冬、秋两季。３０年一遇１０ｍｉｎ平均最大风速２０～２５ｍ／ｓ，瞬时风速可达３０～３８ｍ／ｓ。

ｂ．雅鲁藏布江和昌都区。雅鲁藏布江河谷两侧为高山。昌都地区，也在横断山脉河谷中。这两地区由于山脉屏障，冷暖空气都很难侵入，所以风力很小。有效风能密度在５０Ｗ／㎡以下，风速≥３ｍ／ｓ的时间在２０００ｈ以下。雅鲁藏布江风能是春季最大，冬季次之，而昌都是春季最大，夏季次之。３０年一遇１０ｍｉｎ平均最大风速２５ｍ／ｓ，瞬时风速为３８ｍ／ｓ。