风能资源评估系统的研究

【摘要】：风能资源评估是风电项目可行性研究阶段的重要工作。它是风电场建设的重要基础,它直接关系到项目立项、设备选型以及项目的经济性分析。风速分布曲线是风电场风能资源评估的重要工具,常用Weibull分布曲线来估算风电场平均风能密度、有效风能密度、风能利用时间等重要参数。 目前世界上最广泛应用的风力发电场风能资源计算软件是丹麦国家实验室开发的WA~sP软件。WA~sP软件在平坦的地形下,能较好的对风能资源进行评价,但是对复杂地形,该软件计算结果误差较大。我国地形地貌复杂多变,气候也不尽相同,难以用统一的分布模型来描述各地的风能资源状况,当然也不能用一个Weibull风速分布数学模型来统计国内所有地区的风能资源。本文正是在这样的背景下展开研究的。 本文的研究目的是为我国风能资源评估提供技术依据,以便更好的利用我国丰富的风能资源。为此,本文在分析对比现有成熟的风速分布模型的基础上,发挥各个风速分布数学模型的优势,同时考虑了不同地形地貌、气候、地面障碍物和屏蔽物对风速的影响,结合我国风能资源分布特点,建立了包括多种风速分布数学模型的模型库,并针对模型库中的通用模型参数多(有四个参数)的特点,用最小逼近法,循环优化参数,从考核结果来看此种方法简易准确。系统在对风电场风能资源评估的基础上,用LCCA方法来评估整个风电场范围内的成本,最后计算出年净现值、现金流量等经济参数,并绘制出能反映项目投资获利能力的一个指标——累积净现值——的曲线,为风电项目方案的选择提供了技术参考。 本文研制了一套适合我国国情的风能资源评估软件系统,系统不仅具有风能资源评估的常用功能,而且可以结合风力机功率曲线(系统已自带了42个不同型号的风机功率曲线)估算某风电场的发电量,在计算风力发电量的基础上,还可对风场进行经济可行性分析。在不久的将来,会为我国风力发电技术的不断更新和风电事业的逐步扩大做出贡献。论文采用S.Maria 1 West等观测点的风参数对所开发的软件进行了应用考核,结果与所提供文献的结果一致,在一定程度上验证了本软件系统的可行性和正确性。 【关键词】：风频模型 方法研究 风能资源评估 经济分析 软件开发
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TK81
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 世界风力发电发展概况8-11
• 1.1.1 世界风力发电的历史8
• 1.1.2 世界风力发电的现状和趋势8-11
• 1.2 选题背景和研究意义11-13
• 1.3 文献综述13-14
• 1.4 本文内容与工作要点14-15
• 第二章 风能资源评估系统相关理论15-25
• 2.1 风力机的空气动力学特性15-18
• 2.1.1 贝兹(Betz)理论15-17
• 2.1.2 风力机的特性系数17-18
• 2.1.3 风力机的输出功率18
• 2.2 风力机的运行方式和控制技术18-20
• 2.3 大气边界层的特点20-21
• 2.4 垂直风速分布与地面粗糙度21-22
• 2.5 风参数统计分析22-23
• 2.5.1 风的测量22
• 2.5.2 风能计算22-23
• 2.6 我国风能资源的特点23-24
• 2.7 小结24-25
• 第三章 风能资源评估系统总体设计25-34
• 3.1 风能资源评估系统的总体结构25-26
• 3.2 测风数据分析与风力发电量的估算26-29
• 3.2.1 风能资源评估所需的基础资料26-27
• 3.2.2 测风数据的整理与分析27-28
• 3.2.3 风力发电量的估算28-29
• 3.3 风能资源评估模型设计29-31
• 3.3.1 风频统计数学模型设计29-30
• 3.3.2 其它分析功能的设计30-31
• 3.4 风能资源评估的经济分析功能设计31-32
• 3.5 风能资源评估系统主程序结构设计32-33
• 3.6 小结33-34
• 第四章 风能资源评估系统统计模型34-46
• 4.1 风能资源评估系统风频模型34-41
• 4.1.1 风能资源评估系统标准模型——Weibull分布34-35
• 4.1.2 风能资源评估系统通用模型35-41
• 4.2 风能资源统计模型41-42
• 4.2.1 风能密度41
• 4.2.2 风能可利用时间41-42
• 4.2.3 风力机的容量系数42
• 4.3 风能资源评估系统风频模型具体实现42-43
• 4.4 风能资源评估系统风频模型的应用43-45
• 4.4.1 实例一43-44
• 4.4.2 实例二44-45
• 4.5 小结45-46
• 第五章 风能资源评估系统经济评估46-57
• 5.1 LCCA方法46-48
• 5.2 风电场项目成本的构成和确定48-51
• 5.3 风电场收入及优惠政策51
• 5.4 经济评估系统的实现51-56
• 5.5 小结56-57
• 第六章 风能资源评估系统功能及实例应用57-68
• 6.1 风能资源评估系统的主要分析功能57-62
• 6.1.1 风频分析功能57-59
• 6.1.2 风向分析功能59-60
• 6.1.3 风速分析功能60-61
• 6.1.4 风能分析功能61-62
• 6.1.5 年评估功能62
• 6.1.6 经济分析功能62
• 6.2 风能资源评估系统的其它功能62-64
• 6.3 风能资源评估系统分析功能的应用考核64-66
• 6.4 小结66-68
• 第七章 结论与展望68-70
• 7.1 结论68-69
• 7.2 建议与展望69-70
• 附录170-72
• 附录272-74
• 附录374-75
• 附录475-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-81
• 西北工业大学学位论文知识产权声明书81
• 西北工业大学学位论文原创性声明81

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