第一章 緒論

1.1主要研究內(nèi)容

（1）分析研究國內(nèi)外風電機組選型現(xiàn)狀，探討風電機組選型問題的研究意義，并介紹我國風電機組發(fā)展現(xiàn)狀，重點闡述正確選擇機組的重要性。

（2）構(gòu)建基于層次分析法及模糊綜合分析法的風電機組選型系統(tǒng)模型，并進行實證分析。

（3）通過構(gòu)建完整和規(guī)范的指標體系，開發(fā)符合風電項目機組選型項目系統(tǒng)。

（4）結(jié)合實際風電項目，對風電機組選型項目系統(tǒng)的應(yīng)用進行改良優(yōu)化，并分析研究。

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1.2研究方法

通過對國內(nèi)外有關(guān)風電機組項目設(shè)備選型方面的研究成果進行分析和整理，了解有關(guān)的發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀，并掌握評價的理論和方法，在此基礎(chǔ)之上，利用層次分析法將模糊綜合評價模型進行合理地改進，利用改進后的模糊綜合評價方法把影響風電機組項目設(shè)備選型的因素進行評估，通過計算各個因素的權(quán)重得到綜合評價矩陣。利用此改進的模型，更加合理、有效的對風電機組項目設(shè)備進行評價，創(chuàng)造出最好的經(jīng)濟效益。

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第二章 風電項目機組設(shè)備選型的理論基礎(chǔ)

2.1 風能資源的基本理論

2.1.1風能資源的特點

與其他能源形式相比，風能具有以下特點：

（1）風能蘊藏量大，分布廣

據(jù)世界氣象組織估計，全球可利用風能資源約為 200 億千瓦，為地球上可利用水資源的 10 倍。我國幅員遼闊，風能資源豐富。我國約 20%的國土面積具有比較豐富的風能資源。我國路上離地面 50m 高度達到 3 級以上風能資源的潛在開發(fā)量約為 23.8 億千瓦；5-25m 水深線以內(nèi)近海區(qū)域，海平面以上 50m 高度可裝機容量約為2 億千瓦。

（2）風能是可再生能源

不可再生能源是指消耗一點就減少一點，短期內(nèi)不能再產(chǎn)生的自然資源。它包括煤、石油、天然氣、核燃料等。可再生能源是指可循環(huán)使用或不斷得到補充的自然資源。如：風能、太陽能、水能、潮汐能、生物能等。因此，風能是一種可再生能源，但又是一種過程性能源，不能直接存儲，不用就過去了。

（3）風能利用對環(huán)境基本不造成直接的污染和影響

風力發(fā)電機組運行時，值降低了地球表面氣流的速度，對大氣環(huán)境的影響較小。風力發(fā)電機組運行時，噪聲在 40-50dB，遠小于汽車的噪聲，在距風力發(fā)電機組 50m外已基本沒有影響。風力發(fā)電機組對鳥類的歇息環(huán)境可能造成一定的影響。因此，風力發(fā)電屬于清潔能源，對環(huán)境的負面影響非常有限，對于保護地球環(huán)境、減少二氧化碳溫室氣體排放具有重要意義

（4）風能的能量密度低

由于風能來源與空氣的流動，而空氣的密度是較小的，因此，風力的能量密度也較小，只有水里的 1/816，這是風能的一個重要缺陷。因此，風力發(fā)電機組的單機容量一般以較小。目前，我國一般以 1.5-3MW 級風力發(fā)電機組為主，世界上最大的商業(yè)運行機組也只有 6MW。

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2.2 風力發(fā)電機組簡介

風力發(fā)電是利用風能來發(fā)電，風力發(fā)電機組（簡稱風力機組）是將風能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。風輪是風電機組最主要的部件，由葉片和輪轂組成。葉片具有良好的空氣動力外形，在氣流作用下能產(chǎn)生空氣動力使風力帶動風電機組葉片旋轉(zhuǎn)，在通過增速齒輪箱將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。

2.2.1 風力發(fā)電機組的主要參數(shù)

風力發(fā)電機組最主要得參數(shù)是風輪直徑（或風輪掃掠面積）和額定功率，風輪直徑和額定功率為產(chǎn)品型號的組成部分。風輪直徑說明機組能夠在多大的范圍內(nèi)獲取風中蘊含的能量，是機組能力的基本標志。額定功率是與機組配套的發(fā)電機銘牌功率，其定義是“正常工作條件下，風力發(fā)電機組的設(shè)計要達到的最大連續(xù)輸出功率”。風輪直徑應(yīng)當該根據(jù)不同的風況與額定功率匹配，以獲得最大的年發(fā)電量和最低的發(fā)電成本，配置較大直徑的風輪供低風速區(qū)選用，配置較小直徑的風輪供高速區(qū)選用。表 2-1 列出了某 1.5MW 風力發(fā)電機組的主要參數(shù)。

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第三章  構(gòu)建風電項目機組設(shè)備選型指標體系....................... 16

3.1 風電項目機組設(shè)備選型指標體系構(gòu)建原則 ............. 16

3.2 風電項目機組設(shè)備選型指標體系 .................... 17

第四章  基于 AHP-模糊綜合評價法的風電項目機組設(shè)備選型模型................ 27

4.1  層次分析法 .............. 27

4.1.1 AHP 基本原理及特點 ............... 27

第五章  風電項目機組設(shè)備選型系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn) ................ 41

5.1  系統(tǒng)開發(fā)指導(dǎo)思想與目標 ................. 41

5.1.1 指導(dǎo)思想 .................. 41

第六章 風電場風力發(fā)電機組設(shè)備選型系統(tǒng)實例應(yīng)用

6.1 風電場概述

該風電場位于我國北方某省，該地區(qū)是我國風能資源最為豐富的地區(qū)之一。該風電場的規(guī)劃區(qū)域范圍從所在縣的北部一直綿延到西南部和東南部。該風電場場址區(qū)域位于東經(jīng) E112°13′～E112°19′、北緯 N38°34′～N38°39′30″之間。一期工程規(guī)劃總裝機容量為 200MW，一共建設(shè)四期。本期占地 22.22km2。該風電場一期裝機容量 49.5MW，擬安裝單機容量 1500kW  的風力發(fā)電機組 33  臺。該風電項目能充分利用當?shù)仫L能資源，為所在地區(qū)的電網(wǎng)提供清潔可再生能源，減少大氣污染，保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。

該風電場所在區(qū)域區(qū)位優(yōu)越，設(shè)施完善，交通便利，北同蒲電氣化鐵路、寧岢鐵路、朔黃鐵路和寧靜鐵路共同構(gòu)成了該地區(qū)發(fā)達的鐵路運輸網(wǎng)；公路方面，太寧、大運、忻保、崞水、平陽、寧白、忻分等干線公路通過境內(nèi)。由此可見是建設(shè)風電場的良好場址。

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第七章 研究成果與結(jié)論

（1）研究成果

隨著風力發(fā)電規(guī)模不斷擴大，  風電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，  風力發(fā)電機組種類也由全球十余種發(fā)展到現(xiàn)在的僅國內(nèi)就有數(shù)百種的局面。在當前風電發(fā)展的大好形式下， 風電項目可謂此起彼伏、層出不窮。風力發(fā)電機組（簡稱風電機組）是將風能轉(zhuǎn)化為電能的機械。由于風力發(fā)電設(shè)備的投資在風電場建設(shè)投資中占有相當大的比重，風電機組選型是風電場建設(shè)至關(guān)重要的問題。風電機組選型的合適與否直接關(guān)系到項目的投資效益，甚至關(guān)系到項目投資的成敗。如何從眾多發(fā)電機組中選擇合適機組，保證風電場經(jīng)濟高效、安全穩(wěn)定運行，是目前很多風電投資企業(yè)面臨的重要問題，也是建設(shè)單位在風機設(shè)備采購時不可回避的重要問題。

本文將風電場投建前的風力發(fā)電機選型作為核心研究內(nèi)容，對現(xiàn)有的風機選型方法進行了研究，并對選型指標體系的構(gòu)建和選型方法的建模進行了探討，最后開發(fā)了實用的風電機組優(yōu)化選型系統(tǒng)，用于指導(dǎo)風電場的風機選型工作。主要結(jié)論如下：

1）研究現(xiàn)有的風機選型方法，重點研究了模糊綜合評判法的基本理論，深入地討論了模糊綜合評判模型中廣義數(shù)學(xué)算子的類型和選取、隸屬函數(shù)的建立與選取、模糊模型的識別方法，并最終采用層次分析法（AHP）來確定指標權(quán)重向量，形成了基于 AHP 的模糊綜合評價法。

2）以風力發(fā)電機選型為目標，綜合考慮風電場建設(shè)和運營期間與風機相關(guān)的指標，從機組技術(shù)性能、與風場適應(yīng)性、經(jīng)濟性能、機組運行業(yè)績和產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)這五大類出發(fā)，繼續(xù)細分為更多的指標類別，詳細分析了各個指標選擇的依據(jù)和意義，建立了風力發(fā)電機選型指標體系的層次結(jié)構(gòu)模型。

3）建立了針對風力發(fā)電機選型的模糊綜合評判模型，并以此為基礎(chǔ)，選取實際風電場的例子，應(yīng)用基于 AHP 的模糊綜合評價法進行風機選型計算。從近 5 臺備選機組組成的數(shù)據(jù)庫中選出最適合該風場的機組型號，與該風場實際選擇的機型一致，驗證了本文選型指標體系構(gòu)建及風機選型方法建模的有效性。

4）開發(fā)了風電機組優(yōu)化選型系統(tǒng)。該系統(tǒng)再次驗證了本文選型方法建模的有效性，且功能完備，結(jié)果顯示清晰直觀，并能夠?qū)?shù)據(jù)作深入的處理，操作友好，可擴展性強，能夠較好地完成風機選型及進一步的分析工作，為風電場建設(shè)和運營提供了有效的工具和指導(dǎo)。

參考文獻（略）