基于GIS的风能资源评估与风电场微观选址关键模型

发布时间：2017-04-03 19:04

  本文关键词：基于GIS的风能资源评估与风电场微观选址关键模型，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：风能资源是一种重要的可再生能源，，风能资源的开发利用对减轻温室气体排放，缓解能源危机，促进可持续发展具有重要意义。针对风电场微观选址的直观性、经验性的问题，融合多源异质数据，研究了风能密度空间插值模型，风力机的尾流效应模型，基于DEM的地形对风速影响因子的提取模型，并基于启发式搜索，改进遗传算法的初始种群，解决了最优风力机选址布局关键问题，建立一套完整风场的微观选址技术体系，并在此基础开发了风能资源评估与风电场微观选址分析系统，为新能源的开发与利用提供决策支持。本文的主要研究内容如下： （1）基于气象资料的风能资源评估 研究了基于气象站点的风能资源评估模型，研究了风能评估中下垫面提取模型，以根据不同的下垫面类型将风速订正到统一的高度；研究了风能密度的空间插值模型，该模型在空间插值中将距离与高差作为插值的权重。最后，将本文的研究结果与加利福尼亚州已有的风电场进行了对比，证明了本文研究的正确性。 （2）风电场微观选址模型研究 研究了独立小山对风速的影响模型，并基于DEM提取地形对风速的影响因子；研究了风力机尾流效应模型；最后，采用启发式搜索算法与遗传算法，分别研究了平坦地区的风力机选址布局与起伏地形条件下的风力机选址布局问题，并研究了将启发式搜索算法的选址方案作为遗传算法的初始种群中的优质个体对遗传算法收敛速度与选址结果的影响。 （3）风能资源评估与风电场微观选址系统的设计与实现 基于ArcGIS Engine10.1组件进行风能资源评估与风力机选址相关的空间分析处理与建模，综合以上各个功能模块，开发基于GIS的风能资源评估与风电场微观选址系统。通过试验表明，系统评估的风能资源分布图与已有的风电场空间分布一致，符合实际；系统计算出的风电场微观选址结果较好的考虑风况与地形对风速的影响，与已有风电场的风力机布局规律一致。本系统可以快速的实现风能资源的评估与风电场微观选址，评估与分析结果可靠，可以有效的为我国风能资源的开发提供决策支持。
【关键词】：风能资源评估 GIS 微观选址 遗传算法
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614;P208
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 图清单12-15
• 表清单15-16
• 变量注释表16-18
• 1 绪论18-26
• 1.1 研究背景与研究意义18-21
• 1.2 国内外研究现状21-24
• 1.3 研究内容24-25
• 1.4 技术路线25-26
• 2 风的描述与空间分布特征分析26-36
• 2.1 风的参量描述26-29
• 2.2 风速频率特征29-32
• 2.3 风速随高度的变化32-33
• 2.4 气象数据处理33-35
• 2.5 本章小节35-36
• 3 基于空间分析的风能资源评估模型36-45
• 3.1 风能资源评估下垫面类型提取模型36-42
• 3.2 风能密度空间插值模型42-44
• 3.3 本章小结44-45
• 4 风电场微观选址模型45-62
• 4.1 风电场年发电量估算46-47
• 4.2 尾流模型47-49
• 4.3 地形对风速的影响模型49-53
• 4.4 基于遗传算法的微观选址布局53-59
• 4.5 遗传算法改进59-60
• 4.6 本章小结60-62
• 5 风能资源评估与微观选址系统的设计与实现62-72
• 5.1 需求分析62
• 5.2 系统设计62-64
• 5.3 系统功能实现64-71
• 5.4 本章小结71-72
• 6 结论与展望72-74
• 6.1 结论72
• 6.2 展望72-74
• 参考文献74-79
• 作者简历79-81
• 学位论文数据集81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 史同广;闫业超;王林林;王智勇;;基于DEM的大尺度季风风速空间分布模拟研究[J];地理与地理信息科学;2007年02期

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3 石娅莎;小型风力机的选择与选址[J];中国农机化;1994年04期

4 宋梦媈;何仲阳;陈凯;张兴;;风电场微观选址软件的应用[J];工程热物理学报;2013年07期

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6 程荣香;中小型风力机选址的技术条件和对策[J];可再生能源;2002年03期

7 田琳琳;赵宁;钟伟;胡偶;;基于小生境遗传算法的风电场布局优化[J];南京航空航天大学学报;2011年05期

  本文关键词：基于GIS的风能资源评估与风电场微观选址关键模型，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：284808