专业硕士学位论文陆地风电场风机选型方案决策研究呼斯楞年月国内图书分类号.学校代码国际图书分类号.密级公开专业硕士学位论文陆地风电场风机选型方案决策研究硕士研究生呼斯楞导师李泽红教授企业导师王维兵工程师申请学位工程硕士专业领域工业工程培养方式在职所在学院经济与管理学院答辩日期年月授予学位单位华北电力大学.,华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明此处所提交的硕士学位论文陆地风电场风机选型研究，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名日期年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书陆地风电场风机选型研究系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于请在以上相应方框内打保密，在年解密后适用本授权书不保密作者签名日期年月日导师签名日期年月日摘要摘要火力发电过程中会产生大量废气废水废渣，对大气和水环境造成了严重污染。并且煤炭资源具有稀缺性，旦枯竭，短期内不可再生。所以利用可再生能源发电受到世界的重视。其中风力发电技术较成熟，技术性能优越，是近些年发展最快的种可再生能源发电技术。利用风能发电建设风电场的基础工作之是确定适合该风电场的风电机组型号。风电机组是风电场的主要设备，其投资约占风电场总投资的。风力发电机组选型对风电场的年发电量和经济指标具有重要的意义。而随着国内风机制造企业的不断增多，技术路线不同性能参数各异的风电机组机型层出不穷，使风机选型工作更加复杂与重要。本文主要对陆地风电场的风机选型进行研究。本文运用层次分析法进行陆地风电场风机选型研究。对国内外文献进行梳理后发现目前实际风机选型工作中的选型方法大多是沿用上世纪年代提出的技术经济比选法。风机选型工作中要对各方面因素综合考虑，但各种因素对选型工作的重要程度不同，应在其权重中体现出来，这对风机选型工作乃至整个风电场建设项目能否建设成功并投入运营有重大影响。但经济比选法忽略了不同风机选型影响因素的权重差别，已经不适应当前的风机选型工作。本文建立了普遍适用的陆地风电场风机选型指标体系，运用层次分析法对各风机选型因素科学赋权重，进行陆地风电场风机选型研究。以国内陆地风电场为例，验证了运用层次分析法进行风机选型的适用性。本文得出结论本文建立的陆地风电场风机选型指标体系具有普遍适用性运用层次分析法为风机选型影响因素赋权重具有科学性和适用性将层次分析法运用于风机选型工作中具有定的可行性，能为实际工程建设中的风机选型提供参考。关键词风力发电陆地风电场风机选型层次分析法层次分析模型,.,.,.,.目录目录摘要第章绪论研究背景及意义.研究背景研究意义.国内外研究现状.国外研究动态国内研究动态.本文研究内容及创新点.本文研究内容本文创新点.技术路线第章相关理论概述.风机.风机的分类风机的组成部分及工作原理风机主要技术参数风机选型风机选型概述国内主要风机制造商与现有风机类型.风机选型的原则.综合评价方法理论.综合评价方法的概念.综合评价方法的特点.主要综合评价方法本章小结第章陆地风电场风机选型指标体系及方法.陆地风电场风机选型指标体系陆地风电场风机选型影响因素分析.目录指标体系的确定.指标体系内涵陆地风电场风机选型方法现有风机选型方法的不足.目前风机选型工作对方法的要求运用层次分析法的可行性层次分析法介绍.层次分析法的定义及特点.层次分析法的主要阶段.层次分析法的基本步骤本章小结第章陆地风电场风机选型实例陆地风电场基本情况介绍陆地风电场建设条件.陆地风电场适用机型备选机型基本情况层次分析法下陆地风电场风机选型研究.风机选型层次结构模型.层次分析法下陆地风电场风机选型过程.选型结果分析.本章小结第章结论与展望结论本文研究不足及展望.参考文献攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果致谢作者简介华北电力大学硕士毕业论文第章绪论.研究背景及意义研究背景世纪年代开始，世界各国先后经历了第二次工业革命，科学技术发展突飞猛进，以电力技术为基础的各种新技术新发明广泛运用于工业生产，大大促进了世界经济的发展。第二次工业革命促进了电力技术的广泛应用，当电力技术成为各国经济发展基础的同时，传统发电方式对环境的危害也越来越不容忽视。传统发电方式即火力发电，是利用煤石油天然气等固体液体气体燃料燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的种发电方式。火力发电工艺成熟，技术稳定，安全性较高。但火力发电在造福人类的同时，也为环境带来不可逆转的伤害。火力发电过程中会产生大量废气废水废渣，对大气和水环境造成了严重污染。并且煤炭资源具有稀缺性，旦枯竭，短期内不可再生。有关数据显示，再过年左右，石油将消耗所剩无几再过年左右，天然气也将宣布告竭煤炭资源按目前的消耗量也只能供人类使用年左右。旦煤石油天然气资源枯竭，传统的火力发电方式也将瘫痪。这迫使我们利用可再生能源发电方式稀释火力发电的主导地位。可再生能源发电是指利用水能风能生物能太阳能等可再生能源发电，般指水力发电风力发电生物发电太阳能发电等。其中风能发电技术较成熟，技术性能优越，是近些年发展最快的种可再生能源发电技术。到达地球的太阳能中大约有转化为风能，全球风能总量约.，其中可利用的风能约为，是地球上可开发利用的水能总量的倍。利用风能进行发电环境效益好，风能作为可再生能源不会枯竭，可以缓解能源危机。风力发电自年世界石油危机之后作为可再生能源发电方式之受到世界广泛重视。全球风能理事会发布的全球风电统计数据显示，年全球风电累计装机容量突破亿千瓦，达到万千瓦，同比增长.，排名前五位依次为中国美国德国西班牙印度。年全年全球新增风电装机万千瓦，新增装机容量排名前五位分别是中国德国英国印度加拿大。该报告预测，年全球风电新增装机将达到华北电力大学硕士毕业论文万千瓦，对比年万千瓦的增量将有显著提升。年年世界新增及累计风电装机容量如图所示。年全球累计及新增规模前十国如表所示。图年世界新增及累计风电装机容量表年全球累计及新增规模前十国年新增装机年累计装机排名国家容量万排名国家容量万中国中国德国美国英国德国印度西班牙加拿大印度美国英国巴西意大利波兰法国瑞典加拿大罗马尼亚丹麦数据来源全球风能理事会全球风电统计数据华北电力大学硕士毕业论文我国风能储量大，可开发和利用的风能储量约亿。我国并网风电的发展起步于年，经过风电场示范阶段年风电场建设起步阶段年和风电场规模发展阶段年至今，年中国不包括台湾地区新增装机容量.，同比增长.累计装机容量.，同比增长.，新增装机和累计装机两项数据均居世界第，如图所示。根据我国近年来风电产业的发展势头，专家预测到年，我国累计风电装机容量将有望达到风力发电占能源结构的比重将达到左右。图年中国新增及累计风电装机容量我国风能分布面广泛，风电装机分布在个省直辖市自治区和特别行政区不包括台湾地区。风电累计装机超过万千瓦的省级地区共有个，该个省级地区风电累计装机占全国风电累计装机容量的.。其中内蒙古风电累计装机以.市场份额位居全国第，河北与甘肃分别位居第二位和第三位。我国的风力发电主要分为陆上风力发电和海上风力发电。陆上可开发和利用的风能储量约.亿以陆上离地高度资料计算海上可开发和利用的风能储量约.亿。虽然海上风能储量更丰富，但是海上风力发电要面对是复杂多变的海上环境，对配套设施和风电场的日常维护要求较高，直接导致海上风力发电的成本远远超过陆上风力发电的成本。除此之外，陆上风力发电技术成熟，可靠性较高，对于带动偏远的草原牧区山区及高原地区的经华北电力大学硕士毕业论文济发展有重要作用。本文主要以陆地风力发电为基础进行研究。研究意义对风电场建设有现实意义。风力发电场建设的基础工作之是确定适合该风电场的风电机组型号。风电机组是风电场的主要设备，其投资约占风电场总投资的。风力发电机组选型对风电场的年发电量和经济指标具有重要的意义。随着国内风机制造企业的不断增多，技术路线不同，性能参数各异的风电机组机型层出不穷，使风机选型工作更加复杂与重要。弥补现有风机选型方法的不足。通过对国内外风机选型研究现状的分析中可以看出国内外现有研究主要集中在对选型过程中重点步骤的研究，而缺乏对整套机组选型方法的研究，更没有个广泛适用的风机选型指标体系。所以如果要使风机选型研究实践性更强，就要研究出套针对整体风机选型的方法，并对各风机选型影响因素科学地赋予权重，以区分其在风机选型中的重要性。.国内外研究现状国外研究动态随着风力发电产业不断成熟，风电机组制造企业不断增多，风电机组的技术样式和技术路线也越来越复杂，性能参数各异的风电机组机型层出不穷，可供风电场开发商选择的风电机型越来越多，对风电机组选型的研究也应运而生。和首次提出运用功率曲线计算风电场容量系数的方法，把容量系数纳入风力发电机组选型的评价指标体系。并且对已完工运行的风电场进行后评价工作，并得出结论通过三次平均风速结合威布尔分布计算出的容量系数与实际的容量系数最为接近。和在上述研究成果的基础上进步指出，风力发电机组选型的关键是确定最适合的机组额定风速，并提出了两个新概念标准化功率曲线和匹配系数。两位作者还得出了匹配系数与最佳额定风速的关系，即当匹配系数最大时，对应的额定风速即为最佳额定风速。和选择了三个指标年累计运行时间容量系数和风能利用效率，对风力发电机组的运行状况进行评价，并确定了相应的评价方法。和对公式进行变形，推导出了容量系华北电力大学硕士毕业论文数的简化算法，并用这个算法对个风电场进行了风力发电机选型研究。和提出了计算风力发电机组成本的简化算法，并以此为基础建立了技术经济选型指标。和利用蒙特卡洛概率法，在计算容量系数的过程中考虑了风能不规则变化对其的影响。和提出当容量系数计算公式中额定项等于非额定项时，额定风速即为最佳额定风速，此时的匹配系数也达到最大值。等提出了匹配系数的新算法。等利用四种技术经济指标体系对风力发电机组选型算法进行了比较，认为机组选型工作中不必味追求轮毂高度，确定额定容量和额定风速才是关键。和对容量系数和功率曲线拟合函数的计算方法进行优化，建立了风电机组成本的线性运算模型。国内研究动态我国对风力发电机组选型方法的研究起步于上世纪年代末期。谢建民