风力发电项目硕士研究论文全文
摘要
风力发电是可再生能源发电技术中发展最快和最为成熟的一种。近几年我国的风电装机容量增长迅速，其在电网中所占的比例不断提高，风电并网给电网带来较大的影响，导致电网调峰调压困难，为了减小这种不利影响，对风速和风功率进行提前预报，将有助于电网调度部门提前了解即将入网的风电功率，便于电网合理调度，保证供电质量。
本文以吉林省洮南风电场的实测数据为基础，在讨论了风速和风功率的日变化特点、风速和风功率的波动特性及其关系、风速特性及小时风速的分布特性之后，采用基于历史数据的方法，对风电场单台风机的风速和风功率短期预测建模进行研究，并给出了提前1小时和提前4小时的预测值。
首先对ARMA时间序列技术进行了深入的研究，通过模型识别、参数估计以及模型检验，提出了适用于该风电场单台机的ARMA(6,1)模型。ARMA模型短期内预测风速是可行的，提前4小时预测的精度较1小时预测的精度下降不是很明显，说明在一定的误差允许范围内，采样动态预测能提高预测的步长。
然后将混沌时间序列的相关理论引入到风速、风功率预测中。用C-C法求取了重构相空间的参数；时间序列的Lyapunov指数大于零是衡量原系统具有混沌性质的标准，用小数据量法计算风速、风功率时间序列的Lyapunov指数均大于零，证明了其具有混沌特性。在此基础上，采用一阶加权局域预测的方法对风速进行预测，相对于ARMA法，混沌时间序列法预测结果的各项误差指标有明显的改善，预测效果更好一些。
最后应用混沌时间序列预测法直接对风功率进行预测，并与功率曲线转换法进行对比，发现直接预测的效果更好些，误差可降低两个百分点左右。在气象等其他因素未知，单纯采样历史数据的情况下，建议应用混沌时间序列法直接对风电场的风功率进行预测。
关键词：风速；风功率；时间序列；混沌时间序列；短期预测
I
Abstract
Wind power is one of the renewable energy power generation technologies which are growing fastest and the most mature. In recent years, China's installed capacity of wind power increases rapidly, and its proportion in power grid continues to increase. Wind power accessed to the power grid has a greater impact on the power grid, leading to peaking power surge problems. In order to reduce this negative impact, forecasting the wind speed and wind power will help power grid scheduling department know the wind power to be injected to the power grid, to facilitate a reasonable grid scheduling and ensure good quality of supply.
This paper is based on the measured data of Tao Nan wind farm in western Jilin Province, after the discussion of daily variation characteristics of wind speed and wind power, fluctuations characteristics and the relationship between them, wind speed characteristics and distribution of hourly wind speed, based on historical data method, the short term prediction model of wind speed and wind power is researched.
Firstly, ARMA time series technique is researched in detail. Through the model identification, parameter estimation and model testing, ARMA (6,1) model is proposed, which is applicable to the wind farm. ARMA model is feasible to forecast the short-term wind speed, and prediction accuracy ahead of multi-step doesn’t decline much than ahead of one-step, which indicates that dynamic prediction can improve the prediction step within a certain range of allowable error.
Then the chaotic time series theory is introduced into the wind speed prediction. Using C-C method to calculate the parameter of reconstructed phase space; Time series’Lyapunov index greater than zero is the standard of measuring the original system has a chaotic nature, Lyapunov indexes of wind speed, wind power calculated with a small amount of data are both greater than zero, which prove they
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are of chaotic characteristics. On this basis, wind speed is forecasted by using a first-order weighted local prediction method, relative to the ARMA method, the error indicators of chaotic time series prediction results improve significantly and prediction results are better.
Finally the chaotic time series prediction method is used to directly forecast wind power, and it is compared with the power curve transformation method. It is found that the effect of direct prediction is better, and the error can be reduced two percentage points. In the case of meteorological and other factors unknown, using historical data simply, it is proposed that chaotic time series method is applied directly to forecast the wind power in a wind farm.
Keywords: Wind speed; Wind power; Time series; Chaotic time series; Short-term prediction
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目录
摘要 ............................................................................................................................... I Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)
1.1 课题研究的背景与意义 (1)
1.1.1 风电产业发展现状及存在的问题 (1)
1.1.2 风电功率预测研究的意义 (4)
1.2 风电场风电功率预测的国内外研究现状 (4)
1.3 本文的主要研究内容 (7)
第2章风速和风功率的特性分析 (9)
2.1 风速和风功率日变化特点 (9)
2.2 风速和风功率的波动特性 (10)
2.2.1 不同时间尺度下风速和风功率的波动特性 (10)
2.2.2 小时风速和风功率的波动关系 (11)
2.3 风速特性及小时风速的分布特性 (13)
2.3.1 风速特性 (13)
2.3.2 小时风速的分布特性 (14)
2.4 风力发电功率的计算 (14)
2.5 小结 (17)
第3章基于ARMA时间序列法的风速风功率预测 (18)
3.1 ARMA时间序列模型建立过程 (18)
3.1.1 建立模型 (18)
3.1.2 模型定阶 (19)
3.1.3 参数估计 (21)
3.2 模型检验 (22)
3.3 预测效果评估 (24)
3.4 实例分析 (24)
3.4.1 模型的建立 (24)
3.4.2 模型检验 (26)
3.4.3 风速预测 (26)
3.4.4 风功率预测 (28)
3.5 小结 (30)
第4章混沌时间序列分析在风电场风速风功率预测中的应用 (31)
4.1 混沌的概念及其性质 (31)
4.2 混沌时间序列的相空间重构理论 (32)
4.2.1 相空间重构理论 (32)
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4.2.2 相空间重构参数的选取 (32)
4.2.3 仿真分析 (34)
4.3 风速时间序列混沌特性的判别 (35)
4.3.1 混沌特性的判别方法 (36)
4.3.2 Lyapunov指数的数值计算方法 (36)
4.3.3 小数据量法的计算步骤 (38)
4.4 混沌时间序列预测方法 (38)
4.4.1 主要方法 (39)
4.4.2 加权一阶局域预测基本方法 (40)
4.5 实例分析 (42)
4.5.1 风速和风功率时间序列的混沌属性 (42)
4.5.2 风速预测 (43)
4.5.3 风功率预测 (45)
4.5.4 预测精度评价 (48)
4.6 小结 (50)
结论 (52)
参考文献 (54)
读研期间参加科研项目及发表论文情况 (57)
致谢 (58)
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第1章绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.1.1 风电产业发展现状及存在的问题
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109兆瓦，其中可利用的风能为2×107兆瓦。中国的风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53×105兆瓦[1]。
风力发电技术是可再生能源发电中发展最快和最为成熟的一种,已具备大规模商业开发的技术和经济条件[2]。2008年，全球风电增长28.8%，高于过去10年的平均增长，其中增长最快的市场在欧洲、北美和亚洲。截至2008年底，全球的总装机容量已超过了1.208×108kW，相当于减排1.58×108吨CO2。全球近1/3的新增装机量在亚洲，其中中国的增长最为显著，去年的新增装机容量达6.3×106 kW，使中国的总装机容量突破了1.2×107 kW。预计2010年，中国风能总装机容量将达到3×107kW，有望赶超德国和西班牙，仅次于美国。
图1-1世界风电累计装机容量
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近几年来,风电的装机容量迅速增长，其在电网中所占的比例不断提高，在丹麦甚至已经达到电网容量的20%。图1-1是WWEA （世界风能协会）对2001年到2008年世界风电装机容量的最新统计数据，2008年的装机容量是120800MW ，较2007年增长
29.50%。可以说风力发电已经进入了一个快速发展的阶段，随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将会具备更大得竞争力。
图1-2 中国风电累计装机容量
图1-2为中国近几年的风力发电装机容量统计情况，从2003年开始中国的风力发电进入了快速增长期。2007年的装机容量为5875MW ，较2006年增长1.2倍，2008年的装机容量达到了12000MW ，较2007年增长1.04倍。国家发展改革委员会制定的《可再生能源发展“十一五”规划》提出，重点建设30个左右10万千瓦以上的大型风电场和5个百万千瓦级风电基地，做好甘肃、内蒙古和苏沪沿海千万千瓦级风电基地的准备和建设工作，充分发挥“三北”（东北、华北、西北）地区风能资源优势，建设大型和特大型风电场[3]。到2010年年底，全国风电累计装机容量预计达到2000万千瓦，到2020年年底，全国的风电可能达到8000万千瓦，甚至可能达到1亿千瓦。江苏、河北、内蒙古、新疆、甘肃等多个地区将成为100万千瓦级的风电基地。由此可见，中国风力新能源发电行业的发展前景十分广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展。风电发展到目前阶段，其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。
吉林省风能资源丰富，主要分布在西部地区，目前已经有多个容量超过50MW的大规模风电场并网运行。吉林省风电发展迅速，根据吉林省电网发展规划，到2010年末，吉林省风电装机容量将达到2000MW，将超过吉林省发电总装机的10%，届时，风电电源将成为吉林省电网的重要组成部分[4]。
受自然界风能随机性的影响，风电功率具有间歇性、波动性的特点，其出力波动范围通常较大,速度较快,导致电网调峰、无功及电压控制十分困难。当风电穿透功率（风电能占整个电网比例的大小）超过一定值之后，会严重影响电能质量和电力系统的运行[5]。在实际运行中，多数风电具有反调峰特性，给风电丰富地区的电网调度和电力市场管理带来巨大压力。
与丹麦、德国等国家大多数风电场容量较小且直接接入配电网的情况不同的是，我国风能资源丰富的地区一般比较偏远，适合建设大容量风电场，而风电场所在的地区一般负荷较小，风电功率直接送入高压输电网。大型风电场对电网产生的影响必然比分散的小型风电场要大；而且我国风资源丰富、适合建设大型风电场的地区，一般电网建设相对薄弱，这样，大容量的风电接入电网，对电网的影响将更为强烈，以至于有些地方不得不采取限制风电场发电功率的措施来保证电网的安全稳定运行。
风电功率准确预测是风电装机达到一定比例后，电网正常调度运行的重要基础。随着风电装机规模的不断扩大，电网和风电场企业均会提高对风电功率预报系统的应用预期，风电功率预测技术是当今风能发展技术层面的瓶颈之一，如果突破此瓶颈，必将给风能的大规模并网利用创造有利条件。目前吉林省乃至我国的风力发电发展迅速，大型风电场日渐增多，迫切需要研发拥有自主知识产权、精度高、覆盖面广的风电功率预测系统，对电力系统调度部门及风电企业都具有重要意义。
由此可见，开展风电场功率的短期预报研究与系统开发对我国风能资源大规模是必要的和迫切的。风电场功率预报系统的算法和结构与风电场的特点密切相关，欧洲和美国的系统不一定适合我国的风电场特点，必须自主研究与开发适用于我国风电场的功率短期预报系统。
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1.1.2 风电功率预测研究的意义
风电功率预测技术,是风电场与电网之间进行风电管理的一个重要组成部分。对风功率进行较为准确的预测，根据风电场预测的出力曲线优化常规机组的出力，对电力部门及时调整调度计划，减少电力系统运行成本和旋转备用，进而确定合适的风电上网价格，具有重要的现实意义。
在国外，风电功率预测技术已经作为上网电量交易、电厂调度和电网控制的重要手段，其好处是显而易见的。从总体用电情况来看，基于风电功率预报量的管理，将使电网减少备用容量，使风电具有更高的品质和价值。
在我国，建立风功率预报的基础条件正在形成，相关的技术支持体系已经比较成熟，面向风能利用的专业技术系统界面形成时，风电功率预报将成为典型的镶入技术代表。我国的《可再生能源产业发展指导目录》中指出，要进行“风电场发电量预测及电网调度匹配软件”的技术开发，目的是用于实时监测和收集风电场各台风电机组运行状况及发电量，分析和预测风电场第2天及后一周的出力变化情况，为电网企业制定调度计划服务，促进大规模风电场的开发和运行。
1.2 风电场风电功率预测的国内外研究现状
风电功率预测的目的是通过预测风电场的功率输出，为电厂调度、电网控制提供依据。大量研究表明，数值天气预报是功率预测中最重要的部分之一。但由于数值天气预报特有的复杂性和专业性，需要由相关专业机构负责研究，因而风电功率预测研究的重点主要集中于预测方法的研究、预测程序的开发和改进等方面。
除数值天气预报模式等复杂的数学物理模式预测方法外，常见的统计预测风电场风速预测主要方法有：
（1）持续法即把最近一点的风速或功率观测值作为下一点的预测值，该方法适用于3~6 h以下的预测，常作为其他预测方法的比较基准；
（2）时间序列法（ARMA）这是一种线性预测方法，一种基于历史资料的延伸预测法，在目前的短期风速预测中应用广泛；
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（3）人工神经网络法其中应用最多的是BP（Back Propagation）神经网络，随着BP神经网络技术的不断发展，该技术在风速预测中的优势和潜力已逐渐显现。
另外还有卡尔曼滤波法（Kalman Filters）、模糊逻辑法（Fuzzy Logic）等。受到预测精度的限制，这些预测方法的时间一般不会太长，一般在1～6 h。
国外从事风电功率预测的研究工作起步较早，现在丹麦、德国、西班牙以及美国等风电发展较为成熟的国家，已经研发出数个用于风电场出力短期预报的系统[6～10]，并在多个风电场在线运行。
丹麦：
风电功率预测工具WPPT（Wind Power Prediction Tool）由丹麦科技大学开发。1994年以来，WPPT一直在丹麦西部电力系统运行，从1999年开始WPPT 在丹麦东部电力系统运行。最初这个系统将适应回归最小平方根法与指数遗忘算法相结合，给出了0.5~36 h的预测结果。
Prediktor是丹麦Ris?国家实验室开发的风电场功率预测系统，它尽可能使用物理模型。大范围的空气流动数据是由数值天气预报系统高精度有限区域模型HRLAM（High Resolution Limited Area Model）提供的。根据地心自传拖引定律和风速的对数分布图，把高空的风速转换为地面的风速。
Zephry是Ris?和丹麦科技大学的信息和数学建模学院联合开发的新一代短期风功率预测程序。Zephry集合了预测程序Prediktor和WPPT的功能，能进行短期预测（0~9h）和天前预测（36~48h）。
德国：
Previento是德国OldenBurg大学开发的预测系统，它可以对一个较大的区域给出2天内的功率预测结果，其预测方法和Prediktor类似。
AWPT是德国太阳能研究所开发的风功率管理系统（Wind Power Management System，WPMS）的一部分。风功率管理系统包括在线监视系统、短期预测系统（1~8 h）和天前预测系统。该模型的特点如下：根据德国气象局提供的精确数值天气预报进行预测；用人工神经元网络计算风电场的功率输出；用在线外推模型计算注入到电网的总风电功率。图1-3是WPMS的风电功率预测曲线，在±10%的误差允许范围内，预测效果比较理想。
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图1-3WPMS的风电功率预测曲线
美国：
eWind是美国AWS Truewind公司开发的风功率预测系统。它主要包括一组高精度的三维大气物理数学模型、适应性统计模型、风电场输出模型和预测分发系统。
风电功率预测系统主要还有西班牙马德里卡洛斯三世大学开发的SIPREóLICO工具，于2002年开始运行；在葡萄牙Madeira岛和Crete岛运行的More-Care系统和爱尔兰开发的Honeymoon系统。
目前，我国对风电功率预测的研究工作还处于初步探索和研究阶段，从事这方面研究的有中国电力科学研究院、华北电力大学和金风科技股份有限公司等高校和科研机构。
中国电科院新能源研究所多年来一直在开展这方面的研究工作，为风电工程项目提供技术咨询，承担了国家科技支撑计划《风电场输出功率预测系统的开发及示范应用》，国家电网公司科研项目《风电场接入电网的稳定性及风电功率预测技术研究》以及国家电网公司科研项目中东北、西北、吉林、甘肃、宁夏、新疆和江苏七个网省公司的风电功率预测系统开发等项目的研究工作。2009年3月19日，中国电力科学研究院新能源研究所研发的国内首个风电功率预测系统通过了专家验收。
目前我国西北地区随着风电资源的大规模开发，亟需研发一套完整的、适合我国国情的区域化综合测风系统[11]，以解决西北地区千万千瓦级风电基地的规划、建设及运行等各个阶段的相关技术问题，并为电网调度提供可靠依据。
电网的区域化综合测风系统，借鉴水电流域化开发理念，在统筹考虑风能
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资源、电网、气象灾害、地质条件和交通状况的基础上建立的。此系统具有风能资源评估和风电功率预测两大功能，一方面能够对区域内风能资源开发分区分片合理规划，指导风电场的科学选址，实现风能大范围互补调节；另一方面能够掌握和预测风能特性，实现高精度、大区域范围的风电功率预测。
综上所述，国外风电发展较快的国家，已开发了多种风电功率预测系统，其中，大都基本实现了大区域范围内的风电功率预测，对确保电网平衡风电波动、减少备用容量和经济运行都发挥了极其重要的作用。虽然这些现有风电功率预测系统还存在一些不足，但随着技术进步，预测精度还有进一步提高的趋势；我国对风电功率预测的研究工作也已经开始，但还远未达到成熟普及的阶段，需要进一步进行理论和方法的研究，以及风电功率预测系统的开发，需要因地制宜地进行自主创新。
1.3 本文的主要研究内容
风电是一种具有间歇性、波动性特点的可再生能源，大规模风电接入电网对电力系统的安全稳定运行带来一定的挑战。风速波动在3种时间尺度上对风力发电产生影响：一种是超短时波动（几分钟），在这一时间尺度内的波动对风电机组的控制有一定的影响；另一种是短期波动（几小时到几天），这个时间尺度内的波动对风电并网和电网调度有一定影响；最后一种是中长期波动(数周或数月)，这一时间尺度内的波动关系到风电场的检修维护。
以“小时”为预测单位的短期风电功率预测，一般是提前1~48（或72）h 对每小时的功率进行预测，目的是便于电网合理调度，为风电场参与竞价上网提供保证。方法一般是基于数值天气预报模型的数学物理模型或统计模型；对于提前几个小时，如1~6 h，也可以采用单纯的基于历史数据的方法。
本文主要考虑与风速短期波动相关的短期风电功率预测问题，以吉林省西部洮南风电场的风速、风功率实测数据为基础，对短期预测建模进行研究。在参考国内外现有技术的前提下，结合相关行业的预测技术，例如国内研究较多的短期负荷预测，主要对ARMA时间序列预测技术和混沌时间序列预测技术进行研究，采用基于历史数据的方法，寻求最适合该风电场单台机出力的预测模型，并进行了提前1~4 h的风速和风功率预测。概括起来主要为以下几点：
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（1）对风速和风功率的特性进行分析。以风电场单台风力发电机的实测数据为基础，详细讨论了风速和风功率日变化特点、不同时间尺度下风速和风功率的波动特性及其关系、风速特性及小时风速的分布特性，为预测技术做理论基础；
（2）对ARMA时间序列技术进行了深入的研究，提出了适用于该风电场单台机的ARMA(6,1)模型，在该模型基础上对风速和风功率进行预测；
（3）对混沌时间序列的相空间重构、相空间重构的参数选取方法和Lyapunov指数的数值计算方法等进行了深入研究，分析了几种最主要的混沌时间序列的预测方法，证明了风速和风功率所具有的混沌特性，在此基础上，应用混沌时间序列预测方法对风速和风功率进行预测；
（4）对风速、风功率预测误差进行了详细的分析，同时对两种方法的预测结果误差也进行了对比分析；
（5）总结全文的研究，对后续工作提出展望。
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第2章 风速和风功率的特性分析
2.1 风速和风功率日变化特点
风速随昼夜的更替产生有规律的变化，白天气温高，夜间气温低，风速也随着气温的升降而不断变化。在近地面层，正常的风速日变化是午后最大，此后逐渐减小，到清晨最小，日出后风速又随着增强，白天风速变化较夜间快的多，在夏季和晴天的日子尤为显著。而在近地面层以上，风速的日变化恰好相反，最大值出现在夜间，最小值出现在白天。这个逆转的临界高度大约为100~150米[12]。大多数并网型风力发电机组的大致轮毂高度为70米，属于近地面层，图2-1给出了洮南风电场一台机24小时的风速变化情况。
00：0006：0012：00
18：0024：0024
6
8
10
时间风速(m /s )
图2-1 24小时风速的变化情况
风速时间序列在一定程度上表现出日周期性，每天上午的07：00或08：00左右和下午的15：00左右出现两次低谷，在中午和夜间的风速一般比较大，会出现一天中的最大值。风在一天内的变化非常明显，但相邻时间风速的变化相对比较缓和，对一段时间内的风速变化差分统计结果为0.7053m/s 2。
风机的输出功率与风速是密切相关的，两者呈近似线性关系，图2-2是与图2-1中风速对应的风机输出功率：
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00:0006:0012:00
18:0024:000100
200300400500
600
时间风电功率（K W ）
图2-2 24小时输出功率的变化情况
2.2 风速和风功率的波动特性
2.2.1 不同时间尺度下风速和风功率的波动特性
本文中的原始风速数据为该风场测风塔及SCADA 系统提供的12秒的采样数据，对原始数据进行处理，分别计算了从5分钟到1小时不同时间尺度下采样数据的平均值及其标准差，以及每个时间尺度下标准差数据的平均值、最大值和最小值。以5分钟为例，取5分钟内风速的平均值并计算其标准差，得到该时间尺度下的一组标准差数据，然后计算这组标准差数据的平均值、最大值和最小值。再将时间尺度扩大，直到1小时。结果表明，随着时间尺度的扩大，
风速的标准差是随之增大的，即波动性增大，如图2-3所示：
图2-3 不同时间尺度下风速的波动情况
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2.2.2 小时风速和风功率的波动关系
小时风速的平均标准差接近1m/s ，也就是说风速在一小时之内的平均波动量在1m/s 以内，风速的这种变化引起的风功率的变化为多少也是应该关心的问题，图2-4给出了小时风速与风功率波动的关系。
050
100
150
200250
300
功率波动量（k W ）
风速波动量（m /s ）
图2-4 小时风速与风功率波动关系
可见，随着风速波动量的增加，风功率的波动量呈现明显加大的趋势，充分体现了风电功率波动性大的特点[13]。每小时风速的平均波动为0.92m/s ，功率的平均波动为75.36kW ；另外给出了小时风速的差分统计结果，差分结果显示相邻小时之间的平均变化量为0.7053m/s ，风速的变化相对比较缓和。小时风速基本可以反映风的变化趋势，以下的研究均是围绕小时风速展开的。
那么一天之内的风速和风功率的波动情况如何呢，图2-5、2-6给出了一个直观的印象，图2-5中的直方图为每小时的平均风速，上部的火柴杆图为每小时风速的标准差，即每小时内风速的波动量，如前所述，白天的风速变化比较大，夜间相对缓和些，图2-6是与之对应的风功率一天内的波动情况，与风速的波动趋势是一致的；表2-1给出了24小时的风速和风功率的变化区间，这是在一般统计规律的意义上得到的结果，对于不同地区，不同的风电场会有不同的结果。风速在不同时段的波动特性可以为预测值的使用提供依据，在具体的预测结果上按不同时段的波动量上下浮动一定值，为调度提供一系列的可供参考的区间值。
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图2-5 24
小时风速的波动情况
图2-6 24小时风功率的波动情况
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表2-1 24小时风速和风功率的波动情况统计
时间
风速波动量 （m/s ） 功率波动量 （kW ） 时间 风速波动量 （m/s ） 功率波动量 （kW ） 00：00~01：00
0.5848 61.5221 12：00~13：00 1.3663 132.6505 01：00~02：00
0.7914 88.6747 13：00~14：00 1.4895 119.6047 02：00~03：00
0.5896 48.6102 14：00~15：00 1.4195 113.9628 03：00~04：00
0.6487 55.7746 15：00~16：00 1.3204 107.5306 04：00~05：00
0.6026 47.7468 16：00~17：00 1.1142 94.3532 05：00~06：00
0.7257 52.2196 17：00~18：00 1.0652 96.2204 06：00~07：00
0.6877 46.0589 18：00~19：00 0.7866 80.9543 07：00~08：00
0.6711 49.1128 19：00~20：00 0.7691 66.047 08：00~09：00
0.9687 94.6691 20：00~21：00 0.9199 85.2308 09：00~10：00
1.0545 99.1306 21：00~22：00 0.8117 87.951 10：00~11：00
1.2772 120.7671 22：00~23：00 0.7099 7
2.3905 11：00~12：00 1.3821 13
3.8261 23：00~24：00 0.6656 69.9534
2.3 风速特性及小时风速的分布特性
2.3.1 风速特性
风速序列呈正相关性，在短期内（每天）低风速后往往持续一定时间的低风速，而高风速后也往往会是相对较高的风速；此外，风速具有长期记忆性，
其标志是自相关函数缓慢衰减[14]。在预测和量化与风相关的风险时这种长期记忆性是比较重要的。对一段时间内的风速序列的自相关函数计算如图2-7：
图2-7 风速的长期记忆性
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2.3.2 小时风速的分布特性
风速的分布一般为偏正态分布，用于拟合风速分布的线型很多，双参数曲线威布尔（Weibull ）分布，被普遍认为是适用对风速做出统计性描述的一种曲线。威布尔分布是一种单峰的，两参数的分布函数簇，其概率密度函数可表达为：
1()exp k k k x x P x c c c -轾骣骣犏鼢珑=-鼢珑犏鼢珑桫桫犏臌 (2-1)
式中：k 和c 为威布尔分布的两个参数，k 为形状系数；c 为尺度系数，尺度系数反映所描述地区的年平均风速。人们可以根据风速的概率分布，估计风电机组的年发电量，从而确定风电场建设项目的可行性，还可利用风速的概率分布来计算风电的可靠性等性能指标。经计算本文中风速威布尔分布的两个参数k=3.05；c=7.15，说明该地区的年平均风速为7.15m/s ，风能资源丰富；其Weibull 分布如图2-8，由其分布情况可以看出其风速值主要分布在4~10m/s 范围内。
036
912
00.05
0.1
0.15
0.2
风速(m/s)P (v )
图2-8 风速的Weibull 分布
2.4 风力发电功率的计算
风机输出功率与风速有直接的关系，因此功率预测的问题可以转化为风速预测问题。本文对单台风机的风速序列建立模型，预测未来几个小时的风速，
家用小型风力发电系统的初步设计
2015年度本科生毕业论文（设计） 家用小型风力发电系统的初步设计 院－系：工学院 专业：电气工程与其自动化 年级：2011级 学生姓名： 学号： 导师与职称： 2015年6月
2015 Annual Graduation Thesis (Project) of the College Undergraduate The preliminary design of small household wind power generation system Department:Electrical Engineering and Automation Major:Institute of Technology Grade:2011 Student’s Name:Xu Yun Dong Student No.:2 Tutor:The lecturer Hua Jing Finished by June, 2015
摘要 风能作为一种清洁的可再生能源正逐渐受到了人们的重视，风力发电也成为了时下的朝阳产业。本论文详细阐明了小型独立风力发电系统的设计方案，对风力发电机组的结构和电能的变换与继电控制电路做了初步的研究。 本论文首先介绍了课题的目的和意义，综述了国内外风力发电的发展概况，简要概括了风力发电相关技术的发展状况，论述了常见小型风力发电系统的基本组成和各部分的作用，同时对本论文的系统方案做了简要的概括，着重分析了整流电路与Buck降压电路的配合，蓄电池充放电继电保护以与电能输出的有效性等。还引入了市电切换电路，作为在发电机故障或蓄电池电量不足的情况下为负载供电。为了使能量的利用达到最大化，本系统还引入了并网电路。所以本论文设计的小型风力发电机组不但适合偏远的地区，也适合市区家庭使用。 本文提出的解决方案为：风力传动装置带动三相永磁交流发电机，然后通过AC—DC—DC—AC变换为交流电，并且考虑到风力的不稳定性，在系统中并入蓄电池组和稳压器，通过继电控制电路的监控以实现系统的自动控制，同时并入市电投切，保证系统在风能充足时可蓄能，在风能不充足时亦可为负载供电。系统的运行状况采用继电控制电路监控和切换。 本论文的重点在于继电控制电路的设计，并对各种不同风力情况下系统的运行状况进行了全面而严谨的分析。 关键词：小型风力发电机组；整流：逆变；继电控制：蓄电池
风力发电机项目投资规划方案
第一章概况 一、项目概况 （一）项目名称 风力发电机项目 “十三五”期间，风电新增装机容量8000万千瓦以上，其中海上 风电新增容量400万千瓦以上。按照陆上风电投资7800元/千瓦、海 上风电投资16000元/千瓦测算，“十三五”期间风电建设总投资将达 到7000亿元以上。2020年，全国风电年发电量将达到4200亿千瓦时，约占全国总发电量的6%，为实现非化石能源占一次能源消费比重达到15%的目标提供重要支撑。按2020年风电发电量测算，相当于每年节 约1.5亿吨标准煤，减少排放二氧化碳3.8亿吨，二氧化硫130万吨，氮氧化物110万吨，对减轻大气污染和控制温室气体排放起到重要作用。“十三五”期间，风电带动相关产业发展的能力显著增强，就业 规模不断增加，新增就业人数30万人左右。到2020年，风电产业从 业人数达到80万人左右。 电力行业是关系国计民生的基础性支柱产业，与国民经济发展息 息相关。当前我国经济持续稳定发展，工业化进程稳步推进，对电力
的需求必然日益增长。因此，我国中长期电力需求形势乐观，电力行 业将持续保持较高的景气程度水平。 电力行业是关系国计民生的基础性支柱产业，与国民经济发展息 息相关。当前我国经济持续稳定发展，工业化进程稳步推进，对电力 的需求必然日益增长。因此，我国中长期电力需求形势乐观，电力行 业将持续保持较高的景气程度水平。 （二）项目选址 某保税区 项目建设方案力求在满足项目产品生产工艺、消防安全、环境保护卫 生等要求的前提下尽量合并建筑；充分利用自然空间，坚决贯彻执行“十 分珍惜和合理利用土地”的基本国策，因地制宜合理布置。场址选择应提 供足够的场地用以满足项目产品生产工艺流程及辅助生产设施的建设需要；场址应具备良好的生产基础条件而且生产要素供应充裕，确保能源供应有 可靠的保障。对各种设施用地进行统筹安排，提高土地综合利用效率，同时，采用先进的工艺技术和设备，达到“节约能源、节约土地资源”的目的。 （三）项目用地规模 项目总用地面积52119.38平方米（折合约78.14亩）。 （四）项目用地控制指标
国电宿松风电项目简介
国电宿松风电项目简介 一、项目概况 安徽省安庆市宿松县地处大别山南麓、皖江之首，是皖鄂赣三省八县结合部，为皖西南门户，辖9镇13乡207个自治村(社区)，总人口80万，国土面积2394 km2，境内山区、丘陵、湖泊、平原依次分布。 该县交通十分便捷，贯穿南北的105国道、横贯东西的沪蓉高速公路、合九铁路、及长江黄金水道穿境而过。县城距离省会城市合肥220 km、武汉190 km、南昌170 km，至皖鄂赣三省6个机场车程都约两小时。 根据已掌握的测风资料，在宿松县黄湖、大官湖沿湖南岸初步规划9个装机容量分别为49.5MW，总规模可达445.5MW的风力发电场；在龙感湖南岸，也可进行风电开发。由于风场范围较大，风况复杂，最终装机规模应在各区域风资源评估基础上确定。 本期工程位于该风场内，地处国营华阳河农场及复兴镇洲头乡，南临长江，北倚黄湖、大官湖，建设规模为49.5MW，拟布置33台1.5MW 风力发电机组。 二、项目前期工作中有关机构 (1) 项目法人：国电安徽新能源投资有限公司 国电安徽新能源投资有限公司(原称国电力源电力发展有限公司)是中国国电集团公司全资子公司，主要经营范围为电力、热源及新能
源等的投资、经营和销售，拥有国电宿州热电有限公司、岳西毛尖山水电站、岳西天力水电公司等6家控股子公司和参股多家发电公司。 (2) 风资源评估：安徽省气候中心 由安徽省气候中心负责对本工程华港测风塔进行风资源评估，并出具专题报告。 (3) 可研报告编制单位：华东电力设计院 华东电力设计院1953年创建于上海，是中国勘察设计单位综合实力百强，具有工程勘察设计、造价咨询、环境影响评价、工程总承包、工程咨询、工程监理、测绘及海洋工程等甲级证书和对外经营权的独立法人。 华东电力设计院主要任务是在风能资源的分析和评价报告的基础上，对风电场的场址选择、风力发电机组的选型和布置、电气工程设计、消防设计、土建工程设计、施工组织及工程管理设计、环境保护和水土保持设计、劳动及工业卫生设计、工程节能方案设计、工程概算、财务评价、建设项目招标等章节进行论证和说明。
风电项目竞争配置指导方案
附件 风电项目竞争配置指导方案（试行） （2018年度） 为促进风电有序规范建设，加快风电技术进步、产业升级和市场化发展，按照市场在资源配置中发挥决定性作用和更好发挥政府作用的总要求，对集中式陆上风电项目和海上风电项目通过竞争配置方式组织建设。 一、基本原则 （一）规划总量控制。各省级能源主管部门要严格按照国务院能源主管部门批复的有关规划和《国家能源局关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》的管理要求，有序规范组织建设。 （二）公开竞争优选。各省级能源主管部门要制定风电项目竞争配置办法，公开竞争配置条件和流程，按照公开公平公正的原则进行项目优选。 （三）接入消纳保障。所有参与竞争配置的项目必须以电网企业投资建设接网及配套电网工程和落实消纳为前提条件，确保项目建成后达到最低保障收购年利用小时数（或弃风率不超过5%）。 （四）电价竞争确定。尚未配置到项目的年度新增集中式陆 —5—
上风电和未确定投资主体的海上风电项目全部通过竞争方式配置并确定上网电价，各项目申报的上网电价不得高于国家规定的同类资源区标杆上网电价。各级地方政府部门不得干预项目单位报价。 （五）优化投资环境。省级能源主管部门要指导市（县）级政府优化投资环境，风电项目场址符合有关规划，不在收取城镇土地使用税的范围；如涉及耕地占用税和林草土地，税费标准应合规合理。地方政府不得以资源出让、企业援建和捐赠等名义变相向企业收费，增加项目投资经营成本。 二、竞争配置风电项目类型 （一）已确定投资主体的风电项目 已确定投资主体的项目，是指投资企业已与当地政府签署风电开发协议并完成测风评价、场址勘察等前期工作的项目。 各省级能源主管部门按照国务院能源主管部门批复的本地区相关能源规划的风电发展目标及年度新增建设规模，采用竞争方式对已确定投资主体的项目进行新增建设规模配置，综合评分高的项目应优先纳入本地区年度建设方案。 （二）未确定投资主体的风电项目（含大型风电基地） 未确定投资主体的风电项目，是指地方政府已组织完成风电开发前期工作的场址区域，已商请省级电网企业落实电力送出和消纳条件的项目。各省级能源主管部门应以承诺上网电价为重要条件，通过招标等竞争方式公开选择项目投资主体。 —6—
风电项目建设过程简介
风电项目建设过程简介 一个风电场项目的投资和建设必须与项目所在地的风电规划和电网建设规划相一致，与当地的经济发展、电力消费水平和电网接纳或输送能力相一致。在此基础上，从有了建设风电场的意向，确定了风场场址，到最后建成风电场投入生产，一般要经历项目立项(项目建议书的申报和批准)、可行性研究、工程建设和运行管理几个阶段。各阶段的工作目标、工作内容和工作性质有很大的不同，本文将分别介绍其具体要求。 1 风电场项目的立项 风电场项目的立项是在风电规划的基础上，由有意开发风电的企业发起(或由政府部门提出设想后由企业操作)，提出开发风电的项目，而后由政府有关部门批准。风电场立项之前首先要确定厂址，应选择风况较佳，交通运输、安装运行和上网条件都较好的地点做场址。风电场的厂址选择也应通过大范围初选、初步测风、测风数据处理、风能资源评估等几个步骤，最后综合分析确定风电场场址。具体方法需按照我国电力行业标准《风力发电厂选址导则》进行。 场址选定，有了一定的测风资料并经评估可开发之后，就可以组织进行风电项目预可行性研究[预可行性研究的内容和深度可以参见国家电力公司下发的《风力发电项目预可行性研究内容深度规定》(试行)]。预可行性研究报告经有关权威部门审查通过后，可组织编制风电场项目建议书，并按国家规定的程序上报审批。
风电场项目建议书包括的主要内容有项目建设的必要性、工程建设规模、工程建设条件(包括风力资源资料及其评价)、环境影响评价及节能效益分析、投资估算及筹资方案、经济分析和财务评价等。此外，还需取得以下附件： (1) 预可行性研究及其审查意见。 (2) 项目发起人意向书。 (3) 土地征用意向书。 (4) 当地环保部门的意向函。 (5) 同意电量上网的意向函。 (6) 银行贷款意向函。 将风电场项目建议书连同所需附件一起上报有关主管部门，申请风电场项目的立项。我国目前负责审批风电项目的主管部门主要是国务院职能部门国家发改委及他们的下属机构。项目可以根据自己的情况选择上报相关部门审批。项目申报立项过程中可能要准备回答国家主管部门提出的一些问题，补充有关的材料等等。直到国家正式行文批复项目建议书，同意所申报的项目予以立项后，项目的立项工作才算完成。 2 风电场项目的可研报告 风电场项目经批准立项以后，可以进行风电场项目的可行性研究。风电场项目可行性研究的有关内容和深度要求，按我国已颁发的电力行业标准《风力发电厂项目可行性研究报告编制规程》进行。风电场项目可行性研究的内容是在预可行性研究的基础上的进一
风力发电现况以及未来发展趋势
风力发电现况以及未来发展趋势 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。 一、国外发展状况 目前，中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表1所示，截止2005年12月31日世界装机容量已达58,982MW，年装机容量为11,310MW，增长率为24%；风力发电量占全球电量的1%，部分国家及地区已达20%甚至更多。2005年世界风电累计装机容量最多的十个国家见表2，前十名合计，约占世界总装机容量的%。2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势：有11个国家的装机容量已高于1,000MW，其中7个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙），3个亚洲国家（印度、中国、日本），还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量，其增长率为48%[5]。2002年欧洲风能协会（EWEA）与绿色和平组织（Greenpeace International）发表了一份标题为“风力 12（Wind Force 12）”的报告，勾画了风电在2020年达到世界电量12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测，而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排CO2等温室气体的要求，论证了风电达到世界电量12%的可能性。 二、国内发展现状 经过前几年的低谷期，国内的风电市场正在迎来新的发展期，特别是在节能减排、环境治理的趋势下，国家出台的一系列政策，使得风电产业站上了风口。 （一）我国风电发展进入新阶段 风电是资源潜力大、技术基本成熟的可再生能源。近年来，全球资源环境约束加剧，气候变化日趋明显，风电越来越受到世界各国的高度重视，并在各国的共同努力下得到了快速发展。据世界风能协会统计，截至2013年年底，世界上开发风能的国家已经达到103个，年发电量达到6400亿千瓦时，占全球总电力需求的4%。我国可开发利用的风能资源十分丰富，在国家政策措施的推动下，经过十年的发展，我国的风电产业从粗放式的数量扩张，向提高质量、降低成本的方向转变，风电产业进入稳定持续增长的新阶段。2003年底，我国风电装机只有50万千瓦，排名世界第十。2013年我国新增风电装机容量1610万千瓦，占当年世界新增容量的45%；累计装机容量突破9000万千瓦,占世界累计装机容量的28%，两项指标均居世界第一?2013年我国新增风电并网容量1449万千瓦；累计并网容量达到7716万千瓦，占全国电源总装机容量的%。今年1至9月，我国风电新增并网容量858万千瓦；到9月底，累计并网容量8497万千瓦，同比增长22%。预计到今年年底我国风电累计并网容量可达到1亿千瓦，从而提前一年完成“十二五”规划目标，风电发电量占全国总发电量的比重也将由2008年的%增长到%，连续两年超过核电，成为国内继火电、水电后的第三大主力电源。 （二）财政优惠 根据财政部文件，为鼓励利用风力发电，促进相关产业健康发展，自2015年7月1日起，对纳税人销售自产的利用风力生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策。中国可再生能源学会秘书长秦海岩对中国证券报记者表示，这项政策实际并非新政，2001年相关主管部门在对资源综合利用目录的增值税征收政策进行规范时，就提到了风电也是“减半征收”。但“减半征收”在操作层面比较复杂，因此，相关主管部门在2008年的文件中提出即征即退50%。现在只是为了重新梳理政策，把之前的资源综合利用的目录作废，并对风电提出来单独进行了规范说明。 分析人士表示，这实际上是之前风电增值税优惠政策的延续。今年以来，从国家发改委、国家能源局到国家电网公司，再到新能源装机大省的地方政府都在围绕风电发展给予多方面的支持。今年4月28日，国家能源局公布“十二五”第五批风电项目核准计划，项目共计3400万千瓦，超出业界预期；5月下旬，国家能源局发布了《关于进一步完善风电年度开发方案管理工作的通知》，对于弃风限电比例超过20%的地区、年度开发方案完成率低于80%的地区，不安排新项目。 （三）风电企业业绩逐步向好 近期，A股风力发电板块展示出了高景气度。截至7月1日，A股风力发电概念板块23家公司（以设备制造商为主）中，有9家已预告或发布中报业绩情况，除1家净利润变动幅度为负，其余8家净利润增幅在24%至350%之间。其中，
XX风电场工程绿色施工方案
一、工程概况 1、工程概述 1.1 工程名称 XX风电场工程。 1.2 工程地点 XX省XX市XX镇。 1.3 工程性质、规模、工程范围 1.4 质量目标 1.4.1工程质量验评结果均达到行业和XX集团公司要求；实现达标投产要求。 1.4.2本工程范围内的建筑、安装、调试项目的合格率达到100%。不发生重大及以上质量事故。 1.4.3绿色、文明施工目标：噪音不影响周边农牧民，污水排放达标不影响环境，文明施工考核优良，绿色施工达标。 1.5 开工、完工日期 计划开工日期：XX年XX月XX日，计划完工日期：XX年XX月XX日。 二、编制依据 1、《建筑工程绿色施工评价标准》GB/50640-2010 2、《建筑施工现场环境与卫生标准》JGJ146-2004 3、《建筑施工现场安全检查标准》JGJ59-2011 4、《节水型生活用水器具》CJ164-2002 5、《建筑照明设计标准》GB50034-2004 6、《污水综合排放标准》GB8978-2002 7、《施工现场临时建筑物技术规范》JGJ/T188-2009 三、绿色施工目标与要求 运用ISO14000和ISO18000管理体系，在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度的节约资源与减少对环境负面影响的施工活动——尽可能的应用绿色施工的新技术、新设备、新材料与新工艺，实现四节一环保（节能、节地、节水、节材和环境保护）。
绿色与施工指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源、环境质量等五类指标组成。 生活能耗控制指标： 1、施工现场作业人员生活用电平均每人每月<25千瓦时（含食堂、浴室等生活区公共用电）。 2、施工现场作业人员生活用水平均每人每月<1.5立方米（含食堂、浴室等生活区公共用水）。 节材控制指标 1、建筑材料损耗不高于现行定额规定的损耗比例。 2、模板等周转材料的周转率不低于定额要求。 3、工程废料回收再利用率： 1）钢、木等材料再利用率≥50%。 2）砂石、碎砖类材料再利用率≥80%。 四、绿色施工管理组织机构： 1、成立绿色施工管理领导小组 组长：项目经理： 副组长： 成员： 2、绿色施工领导小组职责分工 2.1、项目经理：负责各作业队之间的统筹与协调，全面落实绿色施工的管理工作，建立项目责任制，确定目标和指标，负责资源提供。 2.2、项目总工职责：组织编制绿色施工方案，制定项目绿色施工技术措施，执行绿色施工导则和标准。 2.3、领导小组成员职责：组织相关人员按绿色施工责任要求进行实施，并进行自查，落实改进措施。定期组织对当月绿色施工实施情况进行检查，且做好检查记录，并做好考核、评比工作。 2.4、设备物资部负责人：对进场材料验收和数量核对，建立原材料进场和耗用台帐，逐月和分阶段统计消耗数量，与合约部门预算对比，以掌握材料消耗情况。 2.5、技术员：熟悉图纸和规范要求，组织施工生产，落实工程进度计划和绿色施工措施，负责向施工班组交底。
风电场远动与数据网设备介绍及检查项目
风电场远动与数据网设备介绍及检查项目 针对2015年1月化德风电场远动和内蒙调度数据网设备故障，为提高风电场远动与数据网设备正常运行和维护水平，现将风电场远动及数据网日常巡视项目及要求进行如下说明，请二连、化德风电场运行人员进行学习。 第一部分风电场远动（IEC-101） 一、远动基础知识 (1)远动装置的定义 所谓远动装置就是为了完成调度与变电站之间各种信息的采集并实时进行自动传输和交换的自动装置。它是电力系统调度综合自动化的基础。它将各个厂、所、站的运行工况（包括开关状态、设备的运行参数等）转换成便于传输的信号形式，加上保护措施以防止传输过程中的外界干扰，经过调制后，由专门的信息通道传送到调度所。在调度所的中心站经过反调制，还原为原来对应于厂、所、站工况的一些信号再显示出来，供给调度人员监控之用。调度人员的一些控制命令也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站，驱动被控对象。这一过程实际上涉及遥测、遥信、遥调、遥控，所以，远动技术是四遥的结合。 （2）远动装置的规约 风电场远动主要采用问答式规约，其主要特点是以主站端为主，主站端向远方站询问召唤某一类别信息，远方站即将此种类别信息作回答。主站端正确接受此类别信息后，才开始下一轮新的询问，否则还继续向远方站询问召唤此类信息。问答式规约（Polling）主站与多个 RTU 通信时，主站掌握通信主动权。主站轮流询问各个子站，并接收子站送来的消息。为了提高效率，子站在有变化时才报告发送。特点：RTU 有问必答，无问不答。点对点方式连接时候，允许 RTU 主动发送重要的事件（如变位），提高实时性。部颁规约：DL/T634-1997，国际标准：IEC60870-101 （3）远动信号的分类 远动信号主要包括：
中国风能发展前景广阔
中国风能发展前景广阔 中国目前正处在工业化和城市化发展阶段，现阶段经济增长需要有足 够的能源供应，同时还要满足环境约束。因此，开发新技术新能源，从而优化 能源结构，对中国是一个必须的选择。尤其是在中国石油对外依存不断增大（2010 达到55%），油荒、电荒、气荒等问题接连出现，中国政府提出在2005 年基础上减少40%-45%的碳强度目标的背景下，为了保障能源安全和应对气候变化问题，中国本身具有发展新能源产业的经济动力。 中国有非常丰富的可再生资源，新能源产业的规模迅速扩大。中国的风 能资源很丰富，发展潜力很大。如中国陆地风能（高度50 米）有23.8 亿千瓦，海洋风能大概有2 亿千瓦左右。近年在国家政策的支持下，发电产业取得 快速发展，2010 年底，中国投入运营的风电发电装机容量达到了41800 兆瓦，同比增长62%，超过美国，成为全球风电装机最大的国家。 中国成为风电大国，但还不是风电强国。 近年来，虽然中国风电产业取得了快速发展，但产业整体技术水平与市 场规模不相适应，自主研发不足，产品更新换代太慢等。虽然国内企业已基本 掌握兆瓦级风电机组的制造技术，许多主要零部件国内也能够自己制造。但 是，大功率风机的核心配件的核心技术基本上仍被国外厂商控制。中国的风电 设备制造业需要从技术上与风电规模相适应，做到大而强。 另外，电网接入技术也是制约中国风能发展的主要因素，风电间歇式发 电特点对电网容纳能力提出挑战。中国仅2010 年一年新增风电装机容量就达到1800 多万千瓦，累计装机容量突破了4400 万千瓦，而电网跟不上风电装机的快速发展。风电上网对电网的稳定、备用和长距离输送均有很高的要求，且具有
风力发电风机基础施工方案
. 一、编制依据： 1、根据图纸设计的要求进行施工。 2、建设部发放《混凝土结构工程施工质量验收规范》。 3、国家电力公司发放《电力施工质量检验及评定标准》 4、电力建设安全规程。 5、施工组织设计书 二、工程概况： 本工程B标段共11个风机基础，风机基础全部为钢筋混凝土基础，基础垫层混凝土设计强度为C15，基础混凝土设计强度为C35，基础采用定型钢质模板，以保证混凝土表面光洁度、平整度和整体性良好。 备机具名 TDJRE经纬12014.91 1 SETZ2水准2014.9 瑞全站3 1 2014.9
TRS-822 2014.1 5 50mm 台振捣棒4 2 2014.1 2 5 弯曲机GW40 台 2 2014.1 切割机6 GQ32 台2 2 资料． . 2014.1 1 电焊机ZXE1 台7 2 2014.1 根10
钢丝绳各种规格 2 2014.1 9 钢筋调直4-14 2 2014.2 HW-20A 10 打夯2 2014.发电30 111 2 2：工程车辆配置表退场时间数量规格机具名称序号进场时间 1 1 江铃皮卡2014.9 四驱 2 装载机5t 2014.10 2 3挖掘机1m 3 2014.11
施工流程：三、、测量放线1 根据设计蓝图及甲方提供的固定成果桩成果表进行测量放线，并在适当位置做控制点且设置保护措施，使控制桩不宜被破坏。在施工测量过程中认真审核图纸，施工测量完成并且经过公司三级检验确认无误后，请甲方及监理单位有关人员进行查验后，进行土方开挖工作。 资料． . 2、土方工程 （1）基坑开挖时，应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查。 （2）基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工程序。挖土应自上而下水平分段分层进行，每层0.3m左右，边挖边检查坑底宽度及坡度，不够时及时修整，每3m左右修一次坡，至设计标高，再统一进行一次修坡清底，检查坑底宽和标高，要求坑底凹凸不超过 2.0cm。 （3）雨季施工时，基坑槽应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层，并再基槽两侧围以土堤或挖排水沟，以防地面雨水流入基坑槽，同时应经常检查边坡和支撑情况，以防止坑壁受水浸泡造成塌方。 （4）挖掘发现地下管线（管道、电缆、通讯）等应及时通知有关部
中国风力发电的发展现状及未来前景要点
中国风电发展现状及前景 前言 随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正在把更多目光投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。 风，来无影、去无踪，是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比，每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布，中国已把风能利用放在重要位置。 一、国内外风电市场现状 1.国外风机发展现状 随着世界各国对环境问题认识的不断深入，可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下，风力发电产业也在高速发展。截至2011年底，世界风电装机量达到237669MW，新增装机量43279MW，增长率22.3%，增速与2010年持平，低于2009年32%的增速。由表一，可以看出中国风电装机量62364MW，远远超过世界其他各国装机量，而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中，很明显的看出，从2001年到2004年，风电装机增速是在下降的，2004年到2009年风电有处于一个快速发展期，直到近两年风电装机的增速又降为22%左右，可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提
升的阶段。 图表 1 世界风电装机总量图 图表 2 世界近10年新增装机量示意图
图表 3 世界风电每年装机量增速
图表 4 总装机量各国所占份额
图表 5 2011年新增装机量各国所占份额 2.国内风电发展现状 中国的风电产业更是突飞猛进：2009年当年的装机容量已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW，超越美国，成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出，中国风电正经历一个跨越式发展，这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而，图8 中，我们能够清楚的看出自2007年以后，虽然新增装机量很大，但增速却明显下降，而其他国家，比如美国、德国，这些年维持着一个稳定的增速。由此，我们应该意识到，我国风电，尤其是陆上风电，正在进入一个转型期，从发展期进入成熟期，从量的追求进入到对质的提升。 图表 6 中国每年风电装机量示意图
风力发电机控制原理
风力发电机控制原理 本文综述了风力发电机组的电气控制。在介绍风力涡轮机特性的基础上介绍了双馈异步发电系统和永磁同步全馈发电系统，具体介绍了双馈异步发电系统的运行过程，最后简单介绍了风力发电系统的一些辅助控制系统。 关键词：风力涡轮机；双馈异步；永磁同步发电系统 概述： 经过20年的发展风力发电系统已经从基本单一的定桨距失速控制发展到全桨叶变距和变速恒频控制，目前主要的两种控制方式是：双馈异步变桨变速恒频控制方式和低速永磁同步变桨变速恒频控制方式。 在讲述风力发电控制系统之前，我们需要了解风力涡轮机输出功率与风速和转速的关系。 风力涡轮机特性： 1，风能利用系数Cp 风力涡轮从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系数Cp表示： P---风力涡轮实际获得的轴功率 r---空气密度 S---风轮的扫风面积 V---上游风速 根据贝兹（Betz）理论可以推得风力涡轮机的理论最大效率为：Cpmax=0.593。 2，叶尖速比l 为了表示风轮在不同风速中的状态，用叶片的叶尖圆周速度与风速之比来衡量，称为叶尖速比l。 n---风轮的转速 w---风轮叫角频率 R---风轮半径 V---上游风速 在桨叶倾角b固定为最小值条件下，输出功率P/Pn与涡轮机转速N/Nn的关系如图1所示。从图1中看，对应于每个风速的曲线，都有一个最大输出功率点，风速越高，最大值点对应得转速越高。如故能随风速变化改变转速，使得在所有风速下都工作于最大工作点，则发出电能最多，否则发电效能将降低。
涡轮机转速、输出功率还与桨叶倾角b有关，关系曲线见图2 。图中横坐标为桨叶尖速度比，纵坐标为输出功率系统Cp。在图2 中，每个倾角对应于一条Cp=f(l)曲线，倾角越大，曲线越靠左下方。每条曲线都有一个上升段和下降段，其中下降段是稳定工作段（若风速和倾角不变，受扰动后转速增加，l加大，Cp减小，涡轮机输出机械功率和转矩减小，转子减速，返回稳定点。）它是工作区段。在工作区段中，倾角越大，l和Cp越小。 3，变速发电的控制 变速发电不是根据风速信号控制功率和转速，而是根据转速信号控制，因为风速信号扰动大，而转速信号较平稳和准确（机组惯量大）。 三段控制要求： 低风速段Ｎ＜Ｎｎ，按输出功率最大功率要求进行变速控制。联接不同风速下涡轮机功率－转速曲线的最大值点，得到ＰＴＡＲＧＥＴ＝ｆ（ｎ）关系，把ＰＴＡＲＧＥＴ作为变频器的给定量，通过控制电机的输出力矩，使风力发电实际输出功率Ｐ＝ＰＴＡＲＧＥＴ。图３是风速变化时的调速过程示意图。设开始工作与Ａ２点，风速增大至Ｖ２后，由于惯性影响，转速还没来得及变化，工作点从Ａ２移至Ａ１，这时涡轮机产生的机械功率大于电机发出的电功率，机组加速，沿对应于Ｖ２的曲线向Ａ３移动，最后稳定于Ａ３点，风速减小至Ｖ３时的转速下降过程也类似，将沿Ｂ２－Ｂ１－Ｂ３轨迹运动。 中风速段为过渡区段，电机转速已达额定值Ｎ＝Ｎｎ，而功率尚未达到额定值Ｐ＜Ｐｎ。倾角控制器投入工作，风速增加时，控制器限制转速升，而功率则随着风速增加上升，直至Ｐ＝Ｐｎ。 高风速段为功率和转速均被限制区段Ｎ＝Ｎｎ／Ｐ＝Ｐｎ，风速增加时，转速靠倾角控制器限制，功率靠变频器限制（限制ＰＴＡＲＧＥＴ值）。 ４，双馈异步风力发电控制系统 双馈异步风力发电系统的示意见图４，绕线异步电动机的定子直接连接电网，转子经四象限ＩＧＢＴ电压型交－直－交变频器接电网。 转子电压和频率比例于电机转差率，随着转速变化而变化，变频器把转差频率的转差功率变为恒压、恒频（５０ＨＺ）的转差功率，送至电网。由图４可知： Ｐ＝ＰＳ－ＰＲ；ＰＲ＝ＳＰＳ；Ｐ＝（１－Ｓ）ＰＳ Ｐ是送至电网总功率；ＰＳ和ＰＲ分别是定子和转子功率 转速高于同步速时，转差率Ｓ＜０，转差功率流出转子，经变频器送至电网，电网收到的功率为定、转子功率之和，大于定子功率；转速低于同步转速食，Ｓ＞０，转差功率从电网，
小型家用风力发电系统的设计
毕业设计（论文） 题目小型家用风力发电系统 的设计 姓名 学号 所在学院 专业班级 指导教师 日期年月日
原创性明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授书 本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密□，在年解密后适用本授权书。 2、不保密□ （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日
摘要 随着环境问题和化石能源危机日益加剧，各国都在寻找新的可代替能源来解决能源危机和环境污染。风能和太阳能一样也是取之不尽的一种可再生能源，风力发电成为现在人们利用风能的一种主要形式，小型风力发电构成的家用分布式发电系统在未来更具有利用前景。因此对小型家用风力发电系统的研究有很多实用性和价值。 本文设计的家用风力发电系统选用单片机STC89C52为控制核心设计了系统电路，实现由蓄电池电能逆变为小型家用电器实用的24V50Hz的交流电。对风力发电原理及逆变的必要性做了重点介绍，分析了设计的电路各个模块工作原理，给出了系统的原理图和软件设计流程图。设计的家用发电系统经济成低、实用性强。 关键词：风力发电，单片机，蓄电池，逆变
风电塔筒项目实施方案
第一章概况 一、项目承办单位 （一）公司名称 xxx科技公司 （二）公司简介 本公司秉承“以人为本、品质为本”的发展理念，倡导“诚信尊重” 的企业情怀；坚持“品质营造未来，细节决定成败”为质量方针；以“真 诚服务赢得市场，以优质品质谋求发展”的营销思路；以科学发展观纵观 全局，争取实现行业领军、技术领先、产品领跑的发展目标。公司自成立 以来，坚持“品牌化、规模化、专业化”的发展道路。以人为本，强调服务，一直秉承“追求客户最大满意度”的原则。多年来公司坚持不懈推进 战略转型和管理变革，实现了企业持续、健康、快速发展。未来我司将继 续以“客户第一，质量第一，信誉第一”为原则，在产品质量上精益求精，追求完美，对客户以诚相待，互动双赢。我们将不断超越自我，继续为广 大客户提供功能齐全，质优价廉的产品和服务，打造一个让客户满意，对 员工关爱，对社会负责的创新型企业形象！ 公司及时跟踪客户需求，与国内供应商进行了深入、广泛、紧密的合作，为客户提供全方位的信息化解决方案。和新科技在全球信息化的浪潮
中持续发展，致力成为业界领先且具鲜明特色的信息化解决方案专业提供商。企业“以客户为中心”的服务理念，基于特征对用户群进行划分，从 而有针对性地打造满足不同用户群多样化用能需求的客户服务体系。公司 致力于高新技术产业发展，拥有有效专利和软件著作权50多项，全国质量 管理先进企业、全国用户满意企业、国家标准化良好行为AAAA企业，全国 工业知识产权运用标杆企业。 风电设备质量是风电行业持续健康发展的重要基础，产品检测认 证制度是保障设备质量的重要措施。目前，国家已经初步建立风电设 备检测认证制度，凡是接入公共电网(含分布式项目)的新建风力发电 项目所采用的风力发电机组及其风轮叶片、齿轮箱、发电机、变流器、控制器和轴承等关键零部件，须按照《GB/Z25458-2010风力发电机组 合格认证规则及程序》进行型式认证，认证工作由国家主管部门批准 的认证机构进行。同时，风电开发企业进行设备采购招标时，会明确 要求采用拥有型式认证的产品，未获得型式认证的机组不允许参加招标。因此，新进企业需要利用更多时间来掌握关键核心技术进而通过 风电设备的检测认证，成为市场进入壁垒之一。 风电行业属于技术密集型行业，大型风力发电机组的设计、制造、安装等环节都具备较高的技术含量，涉及多个学科领域的知识，具体 包括空气动力学、流体力学、结构力学、弹性力学、电机学、变流技
风力发电项目方案概要
风力发电项目方案概要 目录
一、项目背景 1、中国风能源概况 中国属于地球北半球中纬度地区，在大气环流的影响下，分别受副极地低压带、副热带高压带和赤道低压带的控制，北方地区主要受中高纬度的西风带影响，南方地区主要受低纬度的东北信风带影响。陆地最南端纬度约为北纬18度,最北端纬度约为北纬53度，南北陆地跨35个纬度，东西跨60个经度以上。独特的宏观地理位置和微观地形地貌决定了中国风能资源分布的特点。在宏观地理位置上属于世界上最大的大陆板块——欧亚大陆的东部，东临世界上最大的海洋——太平洋，海陆之间热力差异非常大，北方地区和南方地区分别受大陆性和海洋性气候相互影响，季风现象明显。北方具体表现为温带季风气候，冬季受来自大陆的干冷气流的影响，寒冷干燥，夏季温暖湿润;南方表现为亚热带季风气候，夏季受来自海洋的暖湿气流的影响，降水较多。 中国对风能资源的观测研究工作始于20世纪70年代，中国气象局先后于20世纪70年代末和80年代末进行了两次全国风能资源的调查，利用全国900多个气象台站的实测资料给出了全国离地面10m高度层上的风能资源量。据资料介绍，当时我国的风能资源总储量为32.26亿kW，陆地实际可开发量为2.53亿kW，近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW。 根据中国气象局于2004～2006年组织完成的最新的第三次全国风能资源调查，利用全国2000多个气象台站近30年的观测资料，对原有的计算
结果进行修正和重新计算，调查结果表明：我国可开发风能总储量约有43.5亿kW，其中可开发和利用的陆地上风能储量有6～10亿kW，近海风能储量有1～2亿kW，共计约7～12亿kW。 下图为：中国有效风能密度分布图，深颜色显示了风能丰富地区的分布。 (1)“三北”(东北、华北、西北)风能丰富带 该地区包括东北3省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏、新疆等省区近200千米宽的地带，是风能丰富带。该地区可设风电场的区域地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，适于大规模开发利用。 (2)东南沿海地区风能丰富带 冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到该地区沿海及其岛屿，是我国风能最佳丰富带之一，年有效风功率密度在200W/m2以上，如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等地区，年可利用小时数约在7000至8000小时。东南沿海由海岸向内陆丘陵连绵，风能丰富地区距海岸仅在50千米之内。 (3)内陆局部风能丰富地区 在两个风能丰富带之外，局部地区年有效风功率密度一般在100W/m2以下，可利用小时数3000小时以下。但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响，也可能成为风能丰富地区。 (4)海拔较高的风能可开发区
2020风力发电行业趋势及存在的问题
2020年风力发电行业趋势及存在的问题 2020年
目录 1.风力发电行业前景趋势 (4) 1.1中东部和南方地区陆上风能资源开发加速 (4) 1.2海上风电建设加快 (4) 1.3行业协同整合成为趋势 (5) 1.4生态化建设进一步开放 (5) 1.5呈现集群化分布 (6) 1.6行业发展需突破创新瓶颈 (7) 2.风力发电行业现状 (9) 2.1风力发电行业定义及产业链分析 (9) 2.2风力发电市场规模分析 (11) 2.3风力发电市场运营情况分析 (12) 3.风力发电行业存在的问题 (15) 3.1零部件制造不平衡 (15) 3.2整机制造产能过剩 (15) 3.3技术有缺失、产品质量存隐患 (15) 3.4行业服务无序化 (16) 3.5产业结构调整进展缓慢 (16) 3.6供给不足，产业化程度较低 (17) 4.风力发电行业政策环境分析 (18) 4.1风力发电行业政策环境分析 (18)
4.2风力发电行业经济环境分析 (18) 4.3风力发电行业社会环境分析 (18) 4.4风力发电行业技术环境分析 (19) 5.风力发电行业竞争分析 (20) 5.1风力发电行业竞争分析 (20) 5.1.1对上游议价能力分析 (20) 5.1.2对下游议价能力分析 (20) 5.1.3潜在进入者分析 (21) 5.1.4替代品或替代服务分析 (21) 5.2中国风力发电行业品牌竞争格局分析 (22) 5.3中国风力发电行业竞争强度分析 (22) 6.风力发电产业投资分析 (23) 6.1中国风力发电技术投资趋势分析 (23) 6.2中国风力发电行业投资风险 (23) 6.3中国风力发电行业投资收益 (24)
家用风力发电机项目整体方案模板
家用风力发电机项目整体方案
《市场营销》课程实验报告 学院: 旅游学院 专业年级: 07级饭店管理 实验名称: 家用风力发电机项目整体方案任课教师: 马芳 小组名单: 组员: 陈璐熙学号: 3489 汤滢3511 曾圆圆3524 张凤3525 年 6月 目录
第一章可行性分析 一、市场概况 (4) 1、市场潜力大 2、品牌集中度不高 二、市场特征 (4) 1、受地域限制影响大的特征 2、无优势品牌与无序经营的特征 3、市场上产品科技含量不高的特征 4、无强势厂家介入和垄断市场的竞争特征 5、营销渠道不健全和销售方式落后的营销特征 三、消费者需求特征及趋势 (5) 1、由单一功能向多种功能产品发展的需求 2、由高噪音向低噪音发展的需求 3、由结构复杂向结构简单发展的需求
四、波特模型分析家用风力发电机市场的吸引力 (6) 1、供应商讨价还价能力 2、消费者讨价还价能力 3、新进入者的威胁 4、替代品的威胁 5、行业内已有对手的威胁 五、项目可行性 (8) 第二章目标市场营销战略 六、目标市场营销战略 (8) 1、目标市场战略 2、市场定位战略 第三章市场计划及行动方案
七、营销组合策略 (9) 1、产品策略 2、定价策略 3、渠道策略 4、促销策略 八、行动方案 (11) 第一章可行性分析 一、市场概况 1、市场潜力大中国较大规模地开发和应用风力发电机,特
别是小型风力发电机,始于７０年代,当时研制的风力提水机用于提水灌溉和沿海地区的盐场,研制的较大功率的风力发电机应用于浙江和福建沿海,特别是在内蒙古地区由于得到了政府的支持和适应了当地自然资源和当地群众的需求,小型风力发电机的研究和推广得到了长足的发展。对于解决边远地区居住分散的农牧民群众的生活用电和部分生产用电起了很大作用。 进入下半年以来,受国际宏观形势影响,中国经济发展速度趋缓。为有力拉动内需,保持经济社会平稳较快发展,政府加大了对交通、能源领域的固定资产投资力度,支持和鼓励可再生能源发展。作为节能环保的新能源,风电产业赢得历史性发展机遇。为全面推动经济社会发展,部分仍存在缺点、无电居民的地区加快小型风电发展步伐,加大了解决边远地区群众供电难问题的投资力度,有力推动了小型风电的进一步推广。 中国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔,预计未来很长一段时间都将保持快速发展。随着中国风电设备的国产化,风光互补系统等新型技术的日渐成熟,小型风力发电的成本可望再降,经济效益和社会效益提升,小型风力发电市场潜力巨大。小型风电机组相关设备制造、小型风电技术研发、风电路灯等领域成为投资热点,市场前景看好。 2、品牌集中度不高由于家用风力发电机产品刚起步不久, 当前市场上家用风力发电机品牌并不多, 缺乏全国性的领导品牌和强势品牌。据收集到的资料, 当前在市场上销售的家用风力发电机品牌有十来种左右, 主要有哈尔滨贝尔、青岛风王、上海思源致远、安徽蜂鸟、南通紫琅、杭州申乐、深圳天力等品牌, 但其年销量都不大。虽然家用风力发电机是一种新兴的产品, 但厂家、商家长时间都没有认识到投资此行业的前景, 规模投入与开发的效益都不大; 而大部分消费者对于清洁能源发电的意义认识也不足。由于这种情况, 谁也做不大, 谁也没有做好, 对此市场的整体发展