全球风能资源时空分布特征及开发潜力评价
发布时间：2020-11-21 05:02
风能资源作为一种新型的清洁能源,其可再生、无污染等特性克服了传统化石能源在环境污染、不可再生等方面的不足,顺应了当今世界可持续发展的需求。然而,风能资源受气候大背景以及地形地貌等诸多因素的影响,其分布往往不均衡,且波动性非常大。为了更好地开采和利用全球风能资源,服务于我国“一带一路”战略,掌握其时空分布特征以及开发潜力显得尤为重要。论文综合2000-2015年的气象再分析资料ERA-Interim、MODIS遥感产品以及其他空间分析数据对全球范围内的风能资源时空分布特征进行了分析,并分别利用层析分析法和主成分分析法对其开发潜力进行了初步的评价。主要工作及成果可以概括为:(1)利用2000-2015年全球可获取的气象站数据对再分析资料ERA-Interim的可信度进行了系统的验证和分析。实验发现,ERA-Interim所提供的风速、风向、温度和气压数据可以满足本研究的需求。(2)论文对全球风能资源的时空分布特征以及影响其开发潜力的环境影响因素进行了详细分析。空间分布特征主要分析了平均风速、风功率密度、有效风频率和主风向频率。时间分布特征方面主要是利用风功率密度年际间的变化趋势和年内的变异系数进行的刻画。环境影响因素方面分析了坡度、土地适宜度、植被高度和交通距离。(3)构建了以风能资源丰富度、可利用价值、稳定度、变化趋势以及自然经济影响因素为框架的风能资源开发潜力评价指标体系。(4)分别以层次分析法和主成分分析法对全球范围的风能资源开发潜力进行了综合评价,并利用全球已建风电场的场址数据对其进行了验证。其中,基于层次分析法的评价结果验证时有72.22%的验证点落入了较高潜力区和高潜力区,仅有15%的验证点落入了较低潜力区和低潜力区,说明了结果的可靠性。另外,基于主成分分析法的评价结果取得了一致的结论。(5)基于GIS开发平台、ArcSDE空间数据库引擎,以C#与Matlab语言开发了一套风能资源评价与数据管理系统。该系统综合了指标提取、综合评价、空间辅助与数据库管理模块,为相关电力部门在风能资源的中长期规划发展中提供一定的帮助。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TK81
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基于实测数据的研究方法
1.2.2 基于数据模拟的研究方法
1.2.3 基于SAR反演的研究方法
1.2.4 基于再分析数据的研究方法
1.2.5 存在的问题
1.3 研究内容与组织结构
1.3.1 论文的研究内容
1.3.2 论文的组织结构
1.4 本章小结
第二章 风能资源基础理论与开发潜力评价技术框架
2.1 风资源基本概念
2.1.1 风的基本概念
2.1.2 威布尔参数
2.1.3 有效风频率
2.1.4 风功率密度
2.2 风能资源开发潜力评价体系
2.2.1 全球风能资源丰富度
2.2.2 全球风能资源可利用价值
2.2.3 全球风能资源稳定度
2.2.4 全球风能资源变化趋势
2.2.5 辅助因素
2.3 本章小结
第三章 数据预处理及再分析资料可信度验证
3.1 数据简介与预处理
3.1.1 ERA-Interim简介与预处理
3.1.2 气象站点资料简介与预处理
3.1.3 遥感数据简介
3.2 再分析资料可信度验证
3.2.1 风速可信度验证
3.2.2 风向可信度验证
3.2.3 温度可信度验证
3.2.4 近地表气压推算与可信度验证
3.2.4.1 近地表气压推算原理及敏感性分析
3.2.4.2 近地表气压可信度验证
3.3 本章小结
第四章 全球风能资源时空分布特征及环境影响因素分析
4.1 全球风资源空间分布特征分析
4.1.1 平均风速分布特征
4.1.2 风速外推
4.1.3 风功率密度分布特征
4.1.4 有效风频率分布特征
4.1.5 主风向频率分布特征
4.2 全球风资源时间分布特征分析
4.2.1 风资源变化趋势
4.2.2 风资源变异系数
4.3 环境影响因素分析
4.3.1 坡度
4.3.2 土地适宜度
4.3.3 植被高度
4.3.4 交通距离
4.4 本章小结
第五章 全球风能资源开发潜力评价
5.1 综合分析模型
5.2 指标标准化
5.3 基于层次分析法的开发潜力评价
5.3.1 确定指标权重
5.3.2 综合评价及验证
5.4 基于主成分分析法的开发潜力评价对比分析
5.5 本章小结
第六章 风能资源评价与数据管理系统设计与实现
6.1 系统概述
6.1.1 系统需求分析
6.1.2 系统开发工具与运行环境
6.2 系统设计
6.2.1 系统架构设计
6.2.2 数据库设计
6.2.3 系统功能模块设计
6.3 系统主要功能实现
6.3.1 系统登录及主界面
6.3.2 指标提取工具
6.3.3 综合评价模块
6.3.4 空间辅助模块
6.3.5 数据管理模块
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【相似文献】
本文编号：2892565
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TK81
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基于实测数据的研究方法
1.2.2 基于数据模拟的研究方法
1.2.3 基于SAR反演的研究方法
1.2.4 基于再分析数据的研究方法
1.2.5 存在的问题
1.3 研究内容与组织结构
1.3.1 论文的研究内容
1.3.2 论文的组织结构
1.4 本章小结
第二章 风能资源基础理论与开发潜力评价技术框架
2.1 风资源基本概念
2.1.1 风的基本概念
2.1.2 威布尔参数
2.1.3 有效风频率
2.1.4 风功率密度
2.2 风能资源开发潜力评价体系
2.2.1 全球风能资源丰富度
2.2.2 全球风能资源可利用价值
2.2.3 全球风能资源稳定度
2.2.4 全球风能资源变化趋势
2.2.5 辅助因素
2.3 本章小结
第三章 数据预处理及再分析资料可信度验证
3.1 数据简介与预处理
3.1.1 ERA-Interim简介与预处理
3.1.2 气象站点资料简介与预处理
3.1.3 遥感数据简介
3.2 再分析资料可信度验证
3.2.1 风速可信度验证
3.2.2 风向可信度验证
3.2.3 温度可信度验证
3.2.4 近地表气压推算与可信度验证
3.2.4.1 近地表气压推算原理及敏感性分析
3.2.4.2 近地表气压可信度验证
3.3 本章小结
第四章 全球风能资源时空分布特征及环境影响因素分析
4.1 全球风资源空间分布特征分析
4.1.1 平均风速分布特征
4.1.2 风速外推
4.1.3 风功率密度分布特征
4.1.4 有效风频率分布特征
4.1.5 主风向频率分布特征
4.2 全球风资源时间分布特征分析
4.2.1 风资源变化趋势
4.2.2 风资源变异系数
4.3 环境影响因素分析
4.3.1 坡度
4.3.2 土地适宜度
4.3.3 植被高度
4.3.4 交通距离
4.4 本章小结
第五章 全球风能资源开发潜力评价
5.1 综合分析模型
5.2 指标标准化
5.3 基于层次分析法的开发潜力评价
5.3.1 确定指标权重
5.3.2 综合评价及验证
5.4 基于主成分分析法的开发潜力评价对比分析
5.5 本章小结
第六章 风能资源评价与数据管理系统设计与实现
6.1 系统概述
6.1.1 系统需求分析
6.1.2 系统开发工具与运行环境
6.2 系统设计
6.2.1 系统架构设计
6.2.2 数据库设计
6.2.3 系统功能模块设计
6.3 系统主要功能实现
6.3.1 系统登录及主界面
6.3.2 指标提取工具
6.3.3 综合评价模块
6.3.4 空间辅助模块
6.3.5 数据管理模块
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
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1 马敏杰;全球风能资源时空分布特征及开发潜力评价[D];电子科技大学;2018年
本文编号：2892565
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