基于风能资源特征的风电机组优化选型方法研究

论文摘要

在特定风能资源状况下,为了获得最佳的投资收益,须注重风力发电机组的选型,因为它关系到风电场的年发电量、总投资和投产后的运行维护成本。本文从技术和经济性两方面出发,研究在特定风资源状况下风力发电机组的优化选型问题,提出优化选型的分析方法:容量系数法和特定度电成本法。首次提出特定度电成本概念,用于机组的优化选型。本文还提出了一种计算机组发电量的简便算法,用于机组选型阶段发电量的估算。最后结合工程实际,采用该方法计算出四种机型的理论发电量,求出容量系数和特定度电成本,并对机组选型进行分析,得出结论。此外,本文还对风资源的测量与评估、机组的运行特性等进行研究和分析。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 风力发电发展现状
• 1.2.2 风资源评估研究现状
• 1.2.3 风电机组设备选型研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 风能资源基本理论
• 2.1 风能原理
• 2.2 风功率密度
• 2.3 风力机气动理论
• 2.4 风廓线、风切变率
• 2.5 风速统计特性
• 2.6 威布尔参数估计方法
• 2.7 本章小结
• 第三章 风资源的测量与评估
• 3.1 风资源测量及数据处理
• 3.1.1 测风设备安装原则
• 3.1.2 数据初判
• 3.2 风功率密度等级和风区等级划分
• 3.2.1 风功率密度等级
• 3.2.2 IEC 风能分区分类
• 3.2.3 我国风能分区
• 3.3 风资源评估
• 3.3.1 风能资源评估步骤
• 3.3.2 风能资源评估参数
• 第四章 风力发电机组选型分析
• 4.1 风电机组的分类及特点
• 4.2 风力发电机组运行特性系数
• 4.2.1 叶尖速比
• 4.2.2 风能利用系数
• T和推力系数C_F'>4.2.3 转矩系数C_T和推力系数C_F
• 4.3 定桨距机组运行特性
• 4.3.1 气流绕流分析
• 4.3.2 风机功率输出特性分析
• 4.4 变桨距机组运行特性
• 4.4.1 气流绕流分析
• 4.4.2 风机功率输出特性分析
• 4.5 风电机组造价统计
• 4.6 机组发电量的简便算法研究
• 4.6.1 算法理论依据
• 4.6.2 风速分布频率分析
• 4.6.3 功率曲线的线性差值法
• 4.6.4 机组发电量的计算
• 4.7 机组选型分析
• 4.7.1 机组选型影响因素分析
• 4.7.2 优化选型分析方法研究
• 4.8 本章小结
• 第五章 风力发电机组优化选型工程应用算例
• 5.1 风电场场址分析
• 5.2 风资源分析
• 5.2.1 测风年风资源观测统计数据分析
• 5.2.2 代表年风资源观测数据推算值
• 5.3 风资源前景估计
• 5.4 风机设备优化选型
• 5.4.1 基本技术参数分析
• 5.4.2 功率曲线数据分析
• 5.4.3 发电量的计算
• 5.4.4 计算结果经济性比较
• 5.4.5 综合评比结果
• 5.5 优化选型结果分析
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况