1緒論

1.1研究背景及意義

1.1.1研究背景

能源是人類賴生存的物質(zhì)基礎(chǔ)保障，更是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。隨著全球現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，世界各國對能源的需求與日劇增。我國現(xiàn)階段正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，對化石能源的消耗量已達(dá)到歷史頂峰，隨之帶來傳統(tǒng)能源危機(jī)、氣候變化和環(huán)境污染等嚴(yán)重問題。在此緊迫局勢下，可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促使世界各國以風(fēng)能、太陽能等為主導(dǎo)的可在生能源日益成為全球各國大力發(fā)展的可替代清潔能源。

多年來，我國的電源結(jié)構(gòu)Ｗ火力發(fā)電為主導(dǎo)，而煤炭是火電主要消耗的化石能源。改革開放以來，化石能源結(jié)構(gòu)支撐了我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長趨勢，但卻帶來環(huán)境污染和不可持續(xù)發(fā)展問題，如土地、水和空氣等嚴(yán)重污染，溫室氣體排放成為影響氣候變化的＂罪魁禍?zhǔn)祝�，�?dǎo)致各地多個(gè)城市出現(xiàn)嚴(yán)重的霧靈天氣。據(jù)有關(guān)部門報(bào)告，全國煙塵的排放量70％、二氧化硫排放量90％、氮氧化物67％、二氧化碳70%都來自燃煤，而治理霧靈就有必要加快調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的步伐。

現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展由化石能源引發(fā)的環(huán)境污染、能源枯竭及安全問題的日益加劇，使可再生能源的發(fā)展備受世界各國關(guān)注�？稍偕茉淳哂协h(huán)境污染小，低能耗，可循環(huán)持續(xù)使用等優(yōu)點(diǎn)使包括風(fēng)能在內(nèi)的可再生能源需求與日俱增，發(fā)展可再生能源是實(shí)現(xiàn)我國能源可持續(xù)發(fā)展和解決環(huán)境污染及不可再生能源枯竭問題的重要戰(zhàn)略。

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1.2研究內(nèi)容及技術(shù)路線

1.2.1研究內(nèi)容

經(jīng)過大量的相關(guān)文獻(xiàn)查閱和研究，，確定以金風(fēng)科技股份有限公司風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和方案導(dǎo)向發(fā)展為研究對象，運(yùn)用系統(tǒng)動力學(xué)模型及相關(guān)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論知識為理論支持，具體的研究內(nèi)容有以下幾部分：

第一部分主要Ｗ我國化石能源危機(jī)和環(huán)境污染及可再生能源的快速發(fā)展為研究背景，通過對國內(nèi)外風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的相關(guān)文獻(xiàn)回顧和總結(jié)，突出研究風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的價(jià)值性，闡明研究的目的及具體的研究方法和思路。

第二部分主要對系統(tǒng)動力學(xué)理論和研究的相關(guān)理論基礎(chǔ)知識及概念進(jìn)行闡述，掌握模型方法的理論基礎(chǔ)知識。

第三部分主要介紹國內(nèi)外風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及實(shí)行的相關(guān)政策。其中包括我國風(fēng)能資源的狀況，風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量、金風(fēng)科技股份有限公司為主的風(fēng)機(jī)制造企業(yè)發(fā)展、風(fēng)電技術(shù)發(fā)展及風(fēng)電相關(guān)政策等不同角度分析風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展趨勢，并對我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式和趨勢進(jìn)行概括。

第四部分是以金風(fēng)科技股份有限公司作為研究風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展對象，構(gòu)建風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)動力學(xué)模型。通過對模型構(gòu)建的目的及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析，系統(tǒng)建模中所需的變量進(jìn)行識別和選擇及系統(tǒng)邊界的確定，分析和設(shè)計(jì)裝機(jī)容量子系統(tǒng)和風(fēng)電電價(jià)子系統(tǒng)，完善風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展系統(tǒng)模型。按照系統(tǒng)動為學(xué)的研究具體步驟，分別對狀態(tài)變量、流速變量、輔助變量和常量進(jìn)行分析，根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)年鑒、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告及金風(fēng)科技股份有限公司相關(guān)報(bào)告中的數(shù)據(jù)收集并對參數(shù)進(jìn)行賦值，對模型靈敏度進(jìn)行檢驗(yàn)，并分析模型裝機(jī)容量和風(fēng)電電價(jià)趨勢。

第五部分根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)，通過應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)軟件Vensim進(jìn)行仿真模擬，并對結(jié)果進(jìn)行分析。依據(jù)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)導(dǎo)向型方案提出金風(fēng)科技股份有限公司風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具體建議和政策方案。

第六部分是結(jié)論和展望。對前文的系統(tǒng)動力學(xué)模型模擬的結(jié)果及研究的最終結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。通過對金風(fēng)科技股份有限公司風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)動力學(xué)模型研究，從而對我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展前景進(jìn)行展望。

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2相關(guān)基礎(chǔ)理論

2.1相關(guān)概念界定

2.1.1風(fēng)能風(fēng)電

風(fēng)能是由太陽福射地球表面受熱不均勻而產(chǎn)生溫差，從而引起大氣之間的對流運(yùn)動。風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式，也是一種可再生的自然能源。兩千年以前，人類將風(fēng)能運(yùn)用于風(fēng)帆助航、風(fēng)車提水及灌概等活動。直到上世紀(jì)五十年代，我國沿海地區(qū)還有許多提水和制鹽設(shè)備廣為使用。

風(fēng)力發(fā)電是通過風(fēng)電機(jī)組將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程。風(fēng)力發(fā)電的原理是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，在透過増塑劑將旋轉(zhuǎn)的速度提升來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電是一種可循環(huán)可持續(xù)的清潔能源發(fā)電形式，對環(huán)境無污染無危害，與其他可再生能源相比，風(fēng)力發(fā)電投資成本低，風(fēng)能資源豐富、技術(shù)成熟、占地面積小，利用率高等優(yōu)勢，成為全球可再生能源發(fā)電中不可替代的發(fā)電形式。

近十年，全球共有100個(gè)國家大力發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，并保持較快的增長速度。這也依賴于風(fēng)電得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，主要有以下幾方面：

（1）風(fēng)能資源豐富。風(fēng)能是大自然賦予人類豐厚的自然資源，取之不盡，用之不竭。根據(jù)我國氣象局?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)告，我國陸上風(fēng)電儲能在40億千瓦以上，技術(shù)可開發(fā)量約為6-10億千瓦，海上風(fēng)能技術(shù)可開發(fā)量約為8億千瓦。所以，豐富的風(fēng)能資源為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供必備的資源基礎(chǔ)。

（2）清潔可持續(xù)能源開發(fā)。風(fēng)力發(fā)電的開發(fā)過程中，無污染、低能耗，是一種可循環(huán)利用的可再生能源。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，一方面可以降低環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；另一方面，可以加快調(diào)整我國以火力發(fā)電為主的電源結(jié)構(gòu)模式，緩解化石能源消耗和電力供應(yīng)壓力，促使低碳經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展步伐。

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2.2.系統(tǒng)動力學(xué)理論

2.2.1系統(tǒng)動力學(xué)發(fā)展歷程

上世紀(jì)五十年代中期，美國麻省理工學(xué)院的弗瑞斯特教授及其同事對工業(yè)企業(yè)管理問題進(jìn)行研究并創(chuàng)始了系統(tǒng)動力學(xué)。他們應(yīng)用反饋控制理論分析生產(chǎn)管理、庫存管理、生產(chǎn)與雇員波動情況，股票市場與市場増長不穩(wěn)定性等問題。1961年，弗瑞斯特教授出版了《工業(yè)動力學(xué)》論著，主要介紹系統(tǒng)動力學(xué)理論與方法基礎(chǔ)，這本論著成為早期＂工業(yè)動力學(xué)＂的奠基么作。1968年，弗瑞斯特教授又出版了《系統(tǒng)原理》，主要論述系統(tǒng)中產(chǎn)生動態(tài)行為的基本原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為的概念，討論原理在系統(tǒng)分析、決策和預(yù)測中具有普遍性和適用性。隨后，弗瑞斯特教授在1975年有出版了《城市動力學(xué)》，通過建立城市動力模型，并對其進(jìn)行更深入擴(kuò)展研究。隨著對系統(tǒng)研究方法的應(yīng)用性范圍不斷擴(kuò)大，幾乎遍及各類系統(tǒng)，深入到各種領(lǐng)域。

經(jīng)過半個(gè)世