基于4种再分析资料的中国近海风速特征分析

基于4种高分辨率海面风场产品(CCMP、CFSR、ERA-interim和JRA55),探究1988—2015年期间中国近海风速的年际变化特征。通过将4种分析/再分析数据插值得到的10,m高度风速与中国近海海洋站和气象站风速观测资料进行比较,得出如下结论:(1)JRA55和ERA-int的风速相比CCMP和CFSR更接近实测值,CCMP和CFSR的风速差异较大,无法反映实际情况;(2)4种数据中JRA55的平均风速偏差(Bias)和均方根误差(RMSE)最小,分别为0.220ms-1和0.964ms-1,但4种数据整体差距不大;(3)Taylor综合统计分析发现在4种数据中,ERA再分析数据最接近于观测值,JRA55数据在中国近海风速代表性较好。     

华南地气感热通量交换系数的估算

利用2009年东莞市气象台涡动能量平衡观测系统的观测数据和常规观测数据,利用一元线性回归的方法对感热交换系数进行估算。结果表明,感热交换系数具有明显的季节变化,春季的感热通量交换系数相对较大,而夏、秋两季的感热交换系数则相对较小。近地面风速越大,感热交换系数越小。华南地区感热交换系数一般在(3.26±1.55)×10-3的范围。     

广州夏季大气中碳气溶胶浓度水平及污染特征

2002年6-7月于广州市3个采样点采集PM10和PM25样品,测定了PM10,PM25以及元素碳(EC)和有机碳(OC)的浓度.PM10和PM2.5平均浓度分别为124.77μg@m-3及78.13μg@m-3.PM10和PM2.5中的OC浓度分别为22.3μg@m-3和15.80μg@m-3,EC浓度分别为7.78和5.90μg@m-3,其中73.8%的OC和77.7%的EC存在于PM25中.在3个采样点PM10和PM25中,OC/EC比值均大于2.0,表明广州夏季大气存在二次污染.各种气象条件对OC、EC浓度及其比值的变化都有不同程度的影响,其中降水和风速是OC、EC浓度变化的主要气象因素.     

全国低风速气象特征分析

利用1985-2014年NCDC数据库345个地面站的气象资料, 统计全国低风速条件的日变化、月际变化、年际变化和持续性等基本特征, 分析低风速频率空间分布的规律和季节变化。选取哈尔滨、乌鲁木齐、北京和成都4 个代表城市, 分析不同地区低风速条件的特征和年际变化情况。结果表明: 1) 30年间, 全国低风速频率约为40%, 其中哈尔滨低至25%, 成都高达60%; 2) 低风速出现频率表现为夜间高、白天低的特征; 3) 全国从9月至次年1月, 低风速状况出现频繁, 之后不断减少, 春季4月达到最低, 哈尔滨秋季的低风速频率最高, 其他3 个代表城市皆是秋冬季的低风速频率最高; 4) 全国持续3个小时(及以上)的低风速状况出现概率为36%, 其中成都地区的低风速持续性高, 持续12小时(及以上)的概率达到20%; 5) 全国低风速频率的总体空间分布是南方高北方低, 内陆高沿海低, 分布的范围和频率随季节变化; 6) 哈尔滨的低风速频率有明显增加趋势, 其他3个代表城市的长期变化趋势不明显。     

北京市大气PM2.5的季节特征和空间趋势（英文）

近年来,北京地区雾霾污染事件频发,大气PM2.5污染引起国内外强烈关注.利用北京市35个PM2.5监测站自2012年10月开始发布数据至2013年9月的小时观测数据,对其时空变化特征进行了分析.结果表明:(1)35个站点的平均PM32.5浓度为88.6μg/m;(2)PM2.5浓度与风速等气象要素关系密切,低浓度通常出现在大风天或者大风过后的紧邻时段,重污染天通常风速小,相邻天的PM2.5浓度可相差几倍甚至十倍以上;(3)PM2.5浓度随季节变化较大,1月和6月份较高,4月、8月和11月相对较低;(4)PM2.5浓度随站点类型变化明显,交通环境站点的平均浓度高于城市环境评价站点(可超过10%);(5)北部PM2.5浓度低于东部和南部,而与河北交界的南部和西南地区浓度为全区最高;(6)PM2.5浓度由北到南整体上呈线性增加趋势,每向南10 km,PM2.5平均浓度升高4.6μg/m3(R2=0.89),南部PM2.5平均浓度接近北部2倍;(7)PM2.5平均浓度存在一定的局部变化,但相邻站点变化幅度一般在20%以内.     

平鲁县风能资源状况分析

通过对平鲁区近30年风观测资料的综合分析,发现平鲁区多年年平均的风速日变化范围在2.5m/s～5m/s之间,风速的日变化主要随太阳辐射的变化而变化,风速的大小受太阳辐射、下垫面和地形影响较大。指出平鲁区每年4月份的风速最大,3月份风速次大,全年风速最大的季节在春季,冬季次之,夏季风速最小;全年的风能主要是由西北偏西风和西风提供,这两个风向的风能占到总风能的72%;多年的年平均风速没有明显的增大或减少趋势。     

西沙蒸发量的时间变化特征及与日照时间和近地面风速的关系

用中国西沙站1962-2004年月蒸发量、日照时间和近地面风速资料,分析了西沙各季节蒸发量的时间变化特征及其与日照时间、近地面风速变化的关系。结果表明:西沙春、夏和冬季蒸发量以年代际变化方差占优,年际变化方差次之;秋季蒸发量的年际变化方差和年代际变化方差相当。四季蒸发量年代际变化与近地面风速、日照时数的年代际变化都有显著的正相关。而蒸发量的年际变化仅与日照时数的年际变化有显著的正相关。四季蒸发量减弱的变化趋势是由近地面风速的减弱和太阳辐射的减少造成的。     

中国沿海地区夏季风速时空变化特征和气候模式结果评估与预估分析

利用中国一般、基本和基准气象站近50年的观测风速资料,分析了近50年中国沿海地区夏季风速时空变化特征,检验评估了20个全球气候模式和3个区域气候模式模拟中国沿海地区夏季风速分布和变化特征的能力,预估了21世纪初期中国沿海地区夏季风速变化特征.研究发现,(1)近50年中国沿海地区观测夏季平均风速和极大风速均呈明显减小趋势变化,这种变化特征与近50年中国登陆台风频数变化有关.(2)全球气候模式和区域气候模式都能较好地模拟中国沿海地区夏季平均风速的分布状况,区域气候模式模拟能力略强于全球气候模式.(3)全球和区域气候模式都不能模拟出观测到的近50年来中国沿海地区夏季平均风速呈明显的减小趋势,部分模式能模拟出近50年来中国沿海地区夏季平均风速略呈减小趋势变化.(4)全球和区域气候模式一致预估在B1和A1B情景下,21世纪初期中国沿海地区夏季平均风速比20世纪小;全球气候模式预估A2情景下,21世纪初期中国沿海地区夏季平均风速比20世纪大.     

2015年北京、上海和拉萨PM2.5浓度日变化和日际变化分析

分析2015年北京、上海和拉萨3个城市PM_2.5浓度的时间序列, 讨论PM_2.5浓度的季节变化以及各城市PM_2.5浓度日际变化与日变化的相对重要性。从长期来看, 3个城市冬季PM_2.5浓度普遍大于夏季; 从短期来看, 北京和上海PM_2.5浓度主要呈现日际变化, 天气系统的影响远大于日变化。北京冬季PM_2.5浓度在一定程度上也呈现日变化, 但在夏季不明显; 上海在冬季和夏季都不呈现日变化; 拉萨的情况则相反, 当地的天气系统比较稳定, 日际变化不明显,PM_2.5浓度主要受日变化影响,PM_2.5浓度的日变化呈现明显的“双峰”现象。     

基于BP神经网络的风速观测资料序列订正模型

利用甘肃省河西地区敦煌、酒泉、民勤3个站点2004-2007年自动观测与同期人工观测系统的风速观测资料,采用BP神经网络建立了人工观测风速观测资料序列的订正模型,并进行了模拟效果检验.结果表明:利用BP神经网络建立的订正模型能对风速观测资料进行较高精度的订正,3个站点风速拟合差值相对于原差值明显减小,订正结果与自动观测资料的相关系数均在0.90以上.各个站点的平均相对误差较小,在12%以下,且订正模型的稳定性和可扩展性较好;各个站点的平均相对均方根差为3.20～3.84,效果良好,可为建立均一性时间序列的风速观测资料提供参考.     

基于相关性分析的风光储互补需求响应策略

针对风光储互补发电系统,提出基于风光相关性分析与需求响应建模结合求解优化模型的方法。首先选取负荷追踪系数对互补系统进行风光相关性分析,然后基于用户收益最大建立需求响应基本模型,以减小负荷峰谷差、需求响应前后平均电价变化最小、负荷追踪系数最小为目标建立需求响应优化模型。最后利用算例对风光储互补系统接入电网更新的电价策略对负荷波动曲线、负荷追踪系数曲线的影响进行分析。结果表明,考虑相关性分析的需求响应策略可以实现对发电侧新能源的充分消纳。     

市场参与者在电力供应紧张时期的效益分析

以我国电力市场化改革为背景,定量分析了在电力供应失去弹性时政府对售电电价进行管制所引起的效率损失,指出了售电电价未能有效反映电力商品的实际供求关系是电网公司和发电公司在电力供应不足时期反而面临经营危机的根源．同时评估了电网购用小型发电公司电力对全社会电价水平的影响,并对购用高价电能前后的社会综合效益进行对比,认为引入社会剩余定价方式可以较好地解决电力企业和用户之间的效益均衡问题．算例分析表明,文中所提出的定价方式是切实可行的．     

计及需求响应的随机综合能源系统优化配置

为兼顾综合能源系统的经济与环境效益,提出了含产电放热储能的双目标综合能源系统优化配置模型.首先考虑在不同置信水平下风力发电预测误差,其次基于用户侧的电荷分类以及用户对室内温度感知敏感度分析电/热需求响应,最终以经济和环境成本最小为目标,构建含不确定与电/热需求响应的综合能源系统的双目标优化模型.算例结果表明:风电预测误...     

风力发电非并网系统的模型试验

为解决风电在电网中的贡献率难以超过10%的世界性难题,针对风的高度不稳定性导致风电大幅度波动这个原因,提出发展非并网风电的新思路,即大规模风电不并入电网,直接应用于一系列能适应风电特性的终端用户.通过模型试验对非并网风电直接应用于氯碱和电解铝生产的可行性进行研究.试验结果表明,氯碱和铝电解生产均能较好地适应风电特性,生产过程中的电压或电流波动,只影响产品的产量,不影响产品的质量和工艺流程;双路供电时,网电自动为风电补充,保证了电解槽的稳定生产.利用非并网风电进行大规模工业化生产具有很大可行性.     

Economics of alternative energy sources

An important part of the oil and natural gas at present consumed in the UK is used for the heating of buildings, a demand which shows large diurnal, day-to-day and annual fluctuations. The replacement of this energy by nuclear-generated electricity, as at present envisaged, would require the construction of some 250 GW of additional capacity by the end of the century, a progamme which does not seem feasible. By incorporating relatively cheap, short term storage in the form of low-grade heat, the generating capacity required to fulfil peak demand could be reduced by more than 50%. As soon as such storage is provided, however, other sources of energy become viable and attractive alternatives, and the UK is well situated to make use of wind, wave, and tidal power. It seems likely that the value of North Sea oil/gas reserves as feedstock to the chemical industry will rise sufficiently to make an early reduction in their consumption as fuel of great economic importance.     

月电量需求预测的组合时序模型算法

电力、电量需求预测，是电力系统计划管理的重要内容和手段之一。用组合时序模型法，预测了某地区未来（１９９５～１９９７年）３６个月的供电量。经１９９５．１～１９９６．４共１６个月实际供电量检验，预测值的相对误差均在合理的范围内。预测结果，为该地区电力系统工程的规划、电网的发展、经济运行等方面，都提供了科学的参考数据。     

基于燃气轮机富氧辅助供能的风电耦合化工系统容量优化配置

利用电解水制氢技术将可再生能源风电嫁接到炼油产业,实现风电与化工耦合,可以有效改善化工产业碳排放高的问题。综合考虑到风电出力的不确定性和氢气需求的波动特性,提出了一种以满足化工用氢为主,基于燃气轮机富氧辅助供能的低碳能源系统。考虑风电机组、燃气轮机、电解槽、储氢储氧罐、以及二氧化碳液化压缩捕集装置的设备投资成本和操作成本,建立以等年值总费用最小为目标的优化配置模型。基于西北某地区实际风机出力数据和炼油厂用氢数据,利用CPLEX求解器和YALMIP工具箱进行模型求解,得到该系统各装置最优容量配置方案,并进行相关分析。结果表明,该系统可以有效地平抑风电出力的短期不确定和氢气需求长期波动问题,实现了“以氢定电”,可为现代化工企业获取绿色氢气来源提供一定的理论和参考。     

基于MM5模式的大连近海地区风能资源评估

利用MM5中尺度气象模式和美国国家环境预报中心提供的1°×1°再分析初始场资料,对大连近海地区的风场进行了网格距为3km的高空间分辨率数值模拟,模拟时段为2000年全年.通过对比3个气象站风速的数值结果与站点观测结果,验证了该模式的有效性.对MM5模式的输出结果进行了后处理,得到了大连近海地区的年平均风速、年平均功率密度和年可利用时间等评估参数的等值线图,对大连市近海风能资源分布情况进行了分析.结果表明,大连近海地区风能资源较为丰富,具有较大的开发价值.     

考虑风电不确定性的主动配电网阻塞管理策略

随着需求侧灵活性资源和风电等分布式资源的快速发展,灵活性资源用电行为的随机性以及风电出力预测的误差,使配网系统潮流发生改变,增加配电网潮流阻塞风险。为了解决风电不确定性造成的配网阻塞问题,研究考虑风电不确定性的主动配电网阻塞管理策略。首先基于Copula函数抽样生成表征风电不确定性的典型出力场景,将不确定变量转化为确定性场景进行优化计算,进而考虑主动配电网元件的运行特性,建立主动配电网双层阻塞管理优化模型。上层模型中,负荷聚合商预测日前电价,基于收集的风电、微型燃气轮机出力信息以用户用电成本最低为目标制定用电需求计划,并上报至配电网系统运营商;下层模型中,配电网系统运营商以总社会利益最大为目标对日前电价进行迭代,以线路功率和节点电压安全为前提求解最优潮流,得到节点边际电价并发布至负荷聚合商,指导其调整日前用电计划;通过上下双层的迭代交互,实现阻塞管理和社会利益最优。最后,通过IEEE 33节点算例进行仿真验证。结果表明：所提阻塞管理策略能保证线路功率和节点电压满足安全约束,有效解决主动配电网的阻塞问题。     

南极中山站风光互补系统控制策略的研究与仿真

面对传统的柴油发电在环境和运输方面给南极中山站供电造成的问题,风光互补发电技术既能保证供电需求,又不会污染极地地区的环境。结合南极中山站的气象数据,以及负载用电量数据分析;并进行了系统能量匹配计算。表明风光互补发电系统能够满足南极中山站的负载需求。针对南极特有的极昼极夜现象以及常年低温环境,提出南极中山站风光互补系统能量管理方案和控制策略;并对光伏板、风机进行了极地低温环境下的最大功率点跟踪控制策略仿真实验。验证了控制策略的可行性。