【正文】 究 研究生姓名 學(xué) 號 院 (系、所 ) 學(xué)科、專業(yè) 學(xué) 校 指 導(dǎo) 教師 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 企 業(yè) 指 導(dǎo) 教師 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 入 學(xué) 日 期 摘 要 內(nèi)蒙古地域遼闊，風(fēng)能資源豐富。加快發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)對于優(yōu)化社會能源結(jié)構(gòu)，改善我區(qū)自然環(huán)境，促進(jìn)少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。本文內(nèi)容主要可分為四個部分： （ 1） 本期工程測風(fēng)立 70m 高測風(fēng)塔 1 座，采用了進(jìn)口 NRG 測風(fēng)設(shè)備，分別觀測10m、 40m、 50m 和 70m 四個高度的風(fēng)速， 10m 和 70m 兩個高度的風(fēng)向，通過對風(fēng)電場一年測風(fēng)數(shù)據(jù)的分析處理，參考本地氣象站 30年的資料，推算出代表年各風(fēng)能要素。 （ 2）根據(jù)風(fēng)電市場近年來不同產(chǎn)品的運(yùn)行情況、生產(chǎn)歷史、并考慮國產(chǎn)機(jī)組的實(shí)際情況， 通過對 750kW、 850kW和 1500kW 三種機(jī)型在功率曲線、年凈發(fā)電量、經(jīng)濟(jì)性等方面的比較，本期風(fēng)電場推薦安裝機(jī)型為 1500kW型 。 （ 3）根據(jù)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，對本工程的環(huán)境保護(hù)、水土保持等方面進(jìn)行了分析論述，得出 內(nèi)蒙古正鑲白旗風(fēng)電場的建設(shè)運(yùn)行對當(dāng)?shù)丨h(huán)境空氣、水環(huán)境的影響很小，對聲環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的影響可以通過采取相應(yīng)的環(huán)保措施 及環(huán)境管理建設(shè)降到最低限度。 本項(xiàng)目的實(shí)施將對當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮較大的促進(jìn)作用，社會效益和環(huán)境效益十分明顯，建設(shè)風(fēng)電場是可行的。 Construction。風(fēng)能作為可再生能源的一種越來越體現(xiàn)其優(yōu)越性。為了減少火電對大氣的污染實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，世界各國都在積極的發(fā)展風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電與火電等其他發(fā)電方式相比有諸多優(yōu)點(diǎn)，突出體現(xiàn)在環(huán)保方面，一臺單機(jī)容量在 1000 千瓦的風(fēng)機(jī)與同容量火電裝機(jī)相比，每年可減排 20xx 噸二氧化碳、 10 噸二氧化硫、 6 噸二氧化氮。 國際風(fēng)力發(fā)電發(fā)展?fàn)顩r 風(fēng)能發(fā)電在歐洲最為先進(jìn)，其中德國、丹麥和西班牙三國的風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量約占全歐洲總裝機(jī)容量的 84%，截至到 20xx 年底全世界風(fēng)電裝機(jī)已經(jīng)達(dá)到 6000 萬千瓦，平均增長率達(dá)到 30%，單機(jī)容量 4000KW 的風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)投入運(yùn)行，風(fēng)電場建設(shè)已經(jīng)從陸地向海上發(fā)展。其中作為發(fā)展中國家的印度，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐較快，政府積極推動風(fēng) 電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鼓勵風(fēng)機(jī)制造業(yè)，目前印度風(fēng)電機(jī)組超過 70%的零件已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，大大降低了生產(chǎn)成本。 。 國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 最新資料顯示，我國陸地可利用風(fēng)能資源 3億千瓦，近岸海域可利用風(fēng)能 億千瓦，主要分布在三北地區(qū)（東北、華北北部和西北地區(qū)）和東部沿海陸地、近海海域及島嶼。 目前，我國政府明確提出了節(jié)能減排的“十一五”發(fā)展目標(biāo)，以節(jié)能減排為有效手段，而風(fēng)力發(fā)電是目前可再生能源中技術(shù)最成熟、最具有商業(yè)化運(yùn)營的技術(shù)，已取得了很大的發(fā)展。但與其他國家大力發(fā)展風(fēng)電相比，我國的風(fēng)能發(fā)電事業(yè)相當(dāng)落后， 20xx 年底的裝機(jī)容量在亞太地區(qū)僅占 %。小型風(fēng)電機(jī)組效率低，而高效率的大型機(jī)組依靠進(jìn)口，加上關(guān)稅等因素，造成我國風(fēng)電價格偏高，缺乏市場競爭力，企業(yè)投資回報(bào)率低，難以發(fā)展，直接影響了風(fēng)電設(shè)備的國產(chǎn)化，導(dǎo)致惡性循環(huán)。 (2)建設(shè)周期短、裝機(jī)規(guī)模靈活；只要完成接入系統(tǒng)工程，安裝一臺就可投產(chǎn)一臺，不受整體規(guī)模影響。同時運(yùn)用的數(shù)字化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)的自診斷功能，實(shí)現(xiàn)了單機(jī)獨(dú)立控制，不影響整個風(fēng)電場的安全運(yùn)行，只需要定期進(jìn)行必要的維護(hù)。風(fēng)力發(fā)電是目前可再生能源中技術(shù)最成熟、最具有商業(yè)化運(yùn)營的技術(shù)，但單位發(fā)電投資成本和上網(wǎng)電價偏高是其發(fā)展的主要障礙。如何量化 CDM對于風(fēng)電項(xiàng)目的影響成為風(fēng)電場投資者十分關(guān)心的問題。最后對具有良好經(jīng)濟(jì)性的 CDM 風(fēng)電項(xiàng)目的發(fā)展提出一些建議。 最 近內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)改委分別核準(zhǔn)了大唐錫林郭勒風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司灰騰梁 A 區(qū)一期 、北京國際電力新能源有限公司朱日和 、中廣核風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司朱日和 等 3 個風(fēng)電項(xiàng)目。 錫林郭勒盟風(fēng)力資源豐富 ,總蘊(yùn)藏量達(dá) 5 億千瓦以上 ,占全區(qū)總量的 50%左右 ,占全國總量的 20%,可開發(fā)利用量超過 5000 萬千瓦。到 20xx 年底 ,預(yù)計(jì)累計(jì)投產(chǎn)裝機(jī)容量將達(dá)到 80 萬千瓦以上。 正鑲白旗風(fēng)電場位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟南部的正鑲白旗東部區(qū)域，距旗城約 30km，北距錫林浩特市 286km。正鑲白旗地處陰山山地北坡，內(nèi)蒙古波狀高原南緣，東與正藍(lán)旗相鄰，南與太仆寺旗和河北省康保旗交界，西與鑲黃旗和烏蘭察布盟化德縣接壤，北與蘇尼特左旗毗連。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是：春季多風(fēng)干旱，夏季溫?zé)岣稍?，秋季涼爽濕潤，冬季漫長寒冷，一年四季光照充足。 年平均降水量 360mm，年最大降雨量 （ 1961 年），年最小降雨量 （ 1962 年）。 擬建風(fēng)電場場區(qū)不僅大風(fēng)日多，而且持續(xù)時間長，有著豐富的風(fēng)力資源，適合開發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電場。因此大力開發(fā)風(fēng)能資源，減少資源浪費(fèi)，合理利用可再生資源是非常必要的。 風(fēng)電是一種清潔能源。風(fēng)電的開發(fā)建設(shè)不但符合國家的能源戰(zhàn)略調(diào)整，更體現(xiàn)了對“節(jié)能減排”政策的響應(yīng)，對保護(hù)環(huán)境、減少污染帶來更大的社會效益。 正鑲白旗地域遼闊，地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，主要原因是土地沙化非常嚴(yán)重，而風(fēng)能資源卻非常豐富，充分利用風(fēng)能資源，改善當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，帶動當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，同時也解決了當(dāng)?shù)氐哪茉炊倘钡膯栴}。 研究的主要內(nèi)容 內(nèi)蒙古地域遼闊，風(fēng)能資源豐富。本文以錫林郭勒盟正鑲白旗 風(fēng)電場工程為研究對象，分別從風(fēng)電場的風(fēng)力資源狀況、風(fēng)電機(jī)組選型、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益分析及 CDM引入等方面進(jìn)行了建設(shè)的可行性研究。 （ 2）根據(jù)風(fēng)電市場近年來不同產(chǎn)品的運(yùn)行情況、生產(chǎn)歷史、并考慮國產(chǎn)機(jī)組的實(shí)際情況，對 750kW、 850kW、 1500kW 三種機(jī)型進(jìn)行功率曲線、年凈發(fā)電量、經(jīng)濟(jì)性等方面的比較，通過 風(fēng)場風(fēng)電機(jī)組選型，計(jì)算出風(fēng)電場機(jī)組發(fā)電小時、發(fā)電量等。 （ 4） 通過投資估算及經(jīng)濟(jì)效益分析，從而確定項(xiàng)目的可行性，同時 CDM 機(jī)制的引入 進(jìn)一步說明 項(xiàng)目投產(chǎn)后的收益。場址中心位置坐標(biāo)約為東經(jīng) 115176。 28′ 15″，海拔 1230m～ 1250m 左右。正鑲白旗大陸性氣候顯著，屬于中溫帶半干旱大陸性氣候。 據(jù)正鑲白旗氣象站有關(guān)資料統(tǒng)計(jì) ，年平均氣溫 ～ ℃，月平均最低氣溫℃，月平均最高氣溫 19℃，極端最高氣溫 34． 9℃（ 1961 年），極端最低氣溫℃（ 1971 年），平均無霜期 112 天。多年平均風(fēng)速 ，全年大于八級（含八級）大風(fēng)日數(shù)平均為 70 天，以春季為主。 風(fēng)電場所在地區(qū)氣象站資料分析 正 鑲白旗氣象站距離風(fēng)電場大約 30km, 氣象站基本情況見表 21。 00′ 42176。 正鑲白旗氣象站為國家基準(zhǔn)氣候站，具有近 40 年各氣象要素的長期觀測，建站以來從未發(fā)生過遷移，本次采用其有關(guān)資料進(jìn)行區(qū)域性氣候要素評價。 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 7 表 22 氣象站主要?dú)庀笠?特征值 項(xiàng) 目 單位 正鑲白旗氣象站 指 標(biāo) 發(fā)生時間 氣溫 多年平均 ℃ 1960 年～ 1999 年 多年極端最高 ℃ 1961 年 6 月 1 日 多年極端最低 ℃ 1971 年 2 月 6 日 氣壓 多年平均 hPa 1960 年～ 1999 年 年最高平均 hPa 1964 年 年最低平均 hPa 1966 年 降水量 多年平均年總量 mm 1960 年～ 1999 年 年最多降水量 mm 1962 年 多年一日最大 mm 1962 年 風(fēng)速 多年最大 m/s 1977 年 6 月 10 日風(fēng)向?yàn)?WNW 多年平均 m/s 1960 年～ 1999 年 冰雹 年平均次數(shù) 次 年最大次數(shù) 次 8 年最少次數(shù) 次 1 備注：統(tǒng)計(jì)年限為 196020xx 年 平均風(fēng)速年際變化和多年逐月平均風(fēng)速 正鑲白旗氣象站 1971～ 20xx 年歷年平均風(fēng)速成果見表 23； 1996～ 20xx 年多年逐月平均風(fēng)速成果見表 24。近 30 年（ 1975 年20xx 年）年平均風(fēng)速為 ，近 20 年（ 1985 年 20xx 年）年平均風(fēng)速 ，近 10 年（ 1996 年 20xx）年平均風(fēng)速為 m/s ，這表明氣象站的長序列風(fēng)速呈遞減趨勢，風(fēng)速減小主要原因是城鎮(zhèn)范圍擴(kuò)大、建筑物逐漸增多，同時防風(fēng)固沙植樹造林等綠化措施也使風(fēng)速較過去有所降低。 根據(jù)資料，統(tǒng)計(jì)正鑲白旗站 1996 年～ 20xx 年多年逐月平均風(fēng)速，每年秋末至次年夏初 風(fēng)速較大， 10 月～ 6 月平均風(fēng)速分別為 ； 7 月～ 9 月平均風(fēng)速為，表明全年風(fēng)速具有季節(jié)性變化。 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 8 表 23 氣象站歷年平均風(fēng)速 年份 (年 ) 平均風(fēng)速 (m/s) 年份 (年 ) 平均風(fēng)速 (m/s) 年份 (年 ) 平均風(fēng)速 (m/s) 1971 1983 1995 1972 1984 1996 1973 1985 1997 1974 1986 1998 1975 1987 1999 1976 1988 20xx 1977 1989 20xx 1978 1990 20xx 1979 1991 20xx 1980 1992 20xx 1981 1993 1982 1994 備注： 1971～ 20xx 年年平均風(fēng)速為 表 24氣象站多年 逐月平均風(fēng)速 單位： m/s 備注：統(tǒng)計(jì)年限為 1996～ 20xx 年 月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 平均 風(fēng)速 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 9 圖 21氣象站多年年平均風(fēng)速變化圖 圖 22氣象站多年平均風(fēng)速年內(nèi)變化圖 多年平均全年各風(fēng)向頻率 統(tǒng)計(jì)正鑲白旗氣象站 1971～ 20xx 年多年平均全年各風(fēng)向頻率，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)?WNW，相應(yīng)頻率為 %，詳見表 25 和圖 23。自 20xx 年 12 月開始在正鑲白旗地區(qū)選址測風(fēng)。所采用的進(jìn)口風(fēng)速傳感器均經(jīng)標(biāo)定。 測風(fēng)設(shè)備安裝情況見表 26 和表 27。 29′34″ 42176。 完整性檢驗(yàn) (1) 檢查測風(fēng)塔各高度上測風(fēng)數(shù)據(jù)的數(shù)量是否等于預(yù)期記錄的數(shù)量，結(jié)果見表28。 檢查結(jié)果為：測風(fēng)塔各高度上測風(fēng)數(shù)據(jù)是連續(xù)的，但是也存在一定的缺測現(xiàn)象， 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 12 其中， NRG 由于維修設(shè)備，缺測五次（每十分鐘記錄一次），該儀器的數(shù)據(jù)缺測率幾乎為 0，風(fēng)向數(shù)據(jù)缺測較多，為 %～ %，缺測主要出現(xiàn)在冬季，原因是此地區(qū)冬季風(fēng)大持續(xù)時間長且風(fēng)、雪、沙塵交加，容易引起風(fēng)向儀被凍住或增大轉(zhuǎn)軸摩擦力。 合理性檢驗(yàn) 測風(fēng)數(shù)據(jù)主要參數(shù)的合理范圍、相關(guān)性及趨勢性檢驗(yàn)的參考值及實(shí)測不合理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表 29。 測風(fēng)塔風(fēng)速相關(guān)性不合理數(shù)據(jù)比例≤ %；風(fēng)向相關(guān)性不合理數(shù)據(jù)比例在%～ %之間。 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 13 表 29 實(shí)測不合理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 塔號 測風(fēng)高度 (m) 主要參數(shù) 合理參考值 次數(shù) 總測次 （次 /小時） 比例 (%) 1 10m、 40m、 50m、70m、氣溫、氣壓 0≤平均風(fēng)速小時平均值 40m/s 0 70272 0176。 0 35136 76kPa氣壓小時平均值 88kPa 0 8784 平均風(fēng)速的 1小時變化 6m/s 163 70272 平均溫度的 1小時變化 5176。 1519 8784 40m/10m高度小時風(fēng)向差值≤ 176。 b) 風(fēng)向處理 對于風(fēng)向缺測數(shù)據(jù)及因儀器故障等因素所產(chǎn)生的不合理數(shù)據(jù)，通過對同一方向 華北電力 大學(xué)工程碩 士專業(yè)學(xué)位論文 14 不同高度的儀器進(jìn)行對比分析，采用相鄰高度互為替換。的數(shù)據(jù)主要用上層數(shù)據(jù)替換 下層數(shù)據(jù)，并對比分析各高度的風(fēng)向頻率，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 測風(fēng)有效數(shù)據(jù)完整率計(jì)算 有效數(shù)據(jù)完整率按下式計(jì)算： 有效數(shù)據(jù)完整率 =（ 應(yīng)測數(shù)目 缺測數(shù)目 無效數(shù)據(jù)數(shù)目） /應(yīng)測數(shù)目 100% 經(jīng)計(jì)算正鑲白旗風(fēng)電場有效數(shù)據(jù)完整率為： (3337929002687)/ 333792 100%≈ %，滿足 GB/T 1871020xx《風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法》規(guī)定的有效數(shù)據(jù)完整率大于 90%。選擇測風(fēng)塔各高度的兩套測風(fēng)儀中運(yùn)行情況較好的測風(fēng)儀的測風(fēng)數(shù)據(jù)作為實(shí)測數(shù)據(jù)分析依據(jù)，即選擇風(fēng)速傳感器為 10m、 40m、50m 、 70m 和風(fēng)向傳感器為 10m 和 70m 的測風(fēng)數(shù)據(jù)作為實(shí)測數(shù)據(jù)。 表 210 測風(fēng)塔實(shí)測風(fēng)切變指數(shù)計(jì)算結(jié)果 測風(fēng)高度 年平均 10m 切變 40m 切變 50m 切變 70m