中国北方大型风力发电场对空气质量预报影响的数值模拟研究

发布时间：2021-02-13 06:50

　　风力发电作为一种清洁可再生能源,在过去几十年中取得了快速的发展,目前中国风电装机容量居世界第一。虽然风机运行过程中不会造成污染或温室气体的直接排放,但会通过改变风力发电场区域的地表状况,对大气运动和湍流产生扰动和影响,进而影响当地空气质量预报。本研究利用WRF-Chem天气预报和大气化学数值模式,耦合风能发电场地表粗糙度参数化方案和风机曳力参数化方案,通过一系列敏感性实验,探讨了中国北方大型风力发电场对气象要素和PM_2.5污染的扰动及影响。本文主要研究结论如下:（1）大型风力发电场会造成风电场内部及其临近区域轮毂高度处风速的衰减,且冬季（1月）的衰减程度明显强于夏季（7月）。风轮机产生的湍动动能增加了空气的垂直混合,造成冬季风电场内部和下游地区在风轮机轮毂高度处（约100 m）以及近地面空气温度的升高,且轮毂高度升温强度略高于地面。在夏季,风轮机也会导致风电场临近区域地面和轮毂高度处的温度发生变化,变化幅度小于一月。风轮机在叶片转动区域产生大量的湍动动能,增加低层大气中的湍流混合,形成了湍流逆温效应,使地面和轮毂高度空气温度发生变化。（2）风电场下游地区的PM

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

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图3-25个站点（北京、承德、兴安盟、四平和固原）2016年1月（左边列）、7月（右边列）CON模拟和观测的小时地面温度时间序列图，黑色实线为模拟值，红色圆点为观测值

兰州大学硕士研究生学位论文中国北方大型风力发电场对空气质量预报影响的数值模拟研究16五个站点平均偏差值为0.21°C，各站点偏差值在-2.36°C（承德）和2.37°C（固原）之间。图3-25个站点（北京、承德、兴安盟、四平和固原）2016年1月（左边列）、7月（右边列）CON模拟和观测的小时地面温度时间序列图，黑色实线为模拟值，红色圆点为观测值图3-3所有站点（包括北京、承德、兴安盟、四平和固原）2016年1月（a）、7月（b）CON模拟方案和观测的小时地面温度散点图，其中三条实线分别表示模拟值和观测值气温比值为2:1，1:1，0.5:1

图3-45个站点（北京、承德、兴安盟、四平和固原）2016年1月（左边列）、7月（右边列）CON模拟方案和观测的日均地面风速时间序列图，黑色实线为模拟值，红色虚线为观测值


本文编号：3032132