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风能资源评估系统的研究

曹慧敏  
【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。


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