我國風能資源最優(yōu)化開發(fā)研究.pdf

1、全球氣候變暖、環(huán)境質(zhì)量惡化、能源耗竭威脅等一系列緊迫的現(xiàn)實問題,促使世界各國不得不高度關注溫室氣體排放和全球生態(tài)保護,發(fā)展低碳經(jīng)濟己成為世界范圍的共識。風能作為一種無污染、無排放、可再生的清潔能源資源,不僅在電力生產(chǎn)過程中不消耗化石能源、不產(chǎn)生碳排放,而且可以永續(xù)利用自然界蘊含的巨量風能資源,是極具戰(zhàn)略價值的新能源資源。與太陽能、生物質(zhì)能等其他可再生能源相比,風能資源的開發(fā)技術最為成熟,是最具商業(yè)開發(fā)前景的可再生能源資源。
　　

2、 近年來,風能資源的開發(fā)已經(jīng)在世界范圍呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。我國風能資源的開發(fā)也已經(jīng)取得顯著成效。除裝機容量的突破性增長外,還體現(xiàn)在如下多個方面:決策層對風能資源價值的認識進一步深化,不斷出臺風電發(fā)展規(guī)劃和風電激勵政策；風力發(fā)電關鍵技術取得長足進步,國產(chǎn)風電設備制造企業(yè)的競爭力與創(chuàng)新力顯著提高；風電市場化進程明顯加速,風電比重進一步提高。但不可否認,我國風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還處于規(guī)模擴張的初級階段,還在不斷地摸索風電發(fā)展規(guī)律和適應我國國情的發(fā)

3、展模式。風電快速發(fā)展的背后,在風電項目選址、投資規(guī)模、風電并網(wǎng)、風電場運營、風電價格等多個環(huán)節(jié)還存在缺陷或隱患。
　　 因此,對存在重要缺陷或隱患的風能資源開發(fā)環(huán)節(jié)展開研究,探索風能資源最優(yōu)化開發(fā),有助于把握風能資源開發(fā)各環(huán)節(jié)的最優(yōu)解決策略,對于剖析各環(huán)節(jié)存在的主要問題及其形成因為具有重要作用。本文梳理了風能資源開發(fā)的研究進展,分析了我國風能資源開發(fā)與風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,并以資源配置、資源規(guī)劃等理論為指導,理清了風能資源開發(fā)的主

4、要環(huán)節(jié)、相互關系及存在問題,并考慮了風能資源開發(fā)過程中存在的諸多不確定性,選取風能資源開發(fā)的宏觀選址、風電項目的最優(yōu)投資規(guī)模、風能資源的最優(yōu)開發(fā)路徑等重點環(huán)節(jié),研究不確定環(huán)境下的最優(yōu)策略。具體研究內(nèi)容如下:
　　 (1)研究風能資源儲量與電力需求耦合度較差背景下的風電項目最優(yōu)選址問題。首先,利用GIS技術對風能資源分布圖和電力消費區(qū)域圖進行耦合分析,確定風電項目開發(fā)價值較大的若干區(qū)域。其次,設計較為完整合理的風電項目選址的指標體

5、系,并通過構建層次分析方法(AHP)與投影尋蹤評估法(PPE)的組合模型AHP-PPE對所確定的若干區(qū)域的選址價值進行綜合評價。
　　 (2)探討風速與需求雙重隨機不確定條件下,風電項目建設的最優(yōu)投資規(guī)模問題。根據(jù)風力發(fā)電技術公式和多隨機不確定性理論,建立了一個以運營期內(nèi)收益最大化為目標函數(shù),以風電裝機規(guī)模為決策變量,包含服從Weibull分布的風速因素和服從正態(tài)分布的電力需求因素的決策模型。運用風險仿真優(yōu)化軟件RiskOpti

6、mizer對決策模型進行仿真模擬和算法尋優(yōu),并對比分析了單隨機約束因素作用下的仿真結果,探討了不同隨機約束因素對仿真結果的靈敏性。
　　 (3)分別從發(fā)電量、收益、成本三個方面,研究了技術進步、補貼政策和成本控制三種不確定因素對風能資源開發(fā)最優(yōu)路徑及其變動的動態(tài)影響。首先利用動態(tài)思想處理風能資源開發(fā)過程,運用最優(yōu)控制理論建立了風能資源動態(tài)開發(fā)模型。其次,分別引入不確定變量,構建了動態(tài)開發(fā)模型最優(yōu)問題的Hamilton-Jacob