我國風(fēng)能資源最優(yōu)化開發(fā)研究.pdf

1、全球氣候變暖、環(huán)境質(zhì)量惡化、能源耗竭威脅等一系列緊迫的現(xiàn)實問題,促使世界各國不得不高度關(guān)注溫室氣體排放和全球生態(tài)保護(hù),發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)己成為世界范圍的共識。風(fēng)能作為一種無污染、無排放、可再生的清潔能源資源,不僅在電力生產(chǎn)過程中不消耗化石能源、不產(chǎn)生碳排放,而且可以永續(xù)利用自然界蘊(yùn)含的巨量風(fēng)能資源,是極具戰(zhàn)略價值的新能源資源。與太陽能、生物質(zhì)能等其他可再生能源相比,風(fēng)能資源的開發(fā)技術(shù)最為成熟,是最具商業(yè)開發(fā)前景的可再生能源資源。
　　

2、 近年來,風(fēng)能資源的開發(fā)已經(jīng)在世界范圍呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。我國風(fēng)能資源的開發(fā)也已經(jīng)取得顯著成效。除裝機(jī)容量的突破性增長外,還體現(xiàn)在如下多個方面:決策層對風(fēng)能資源價值的認(rèn)識進(jìn)一步深化,不斷出臺風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃和風(fēng)電激勵政策；風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)取得長足進(jìn)步,國產(chǎn)風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)的競爭力與創(chuàng)新力顯著提高；風(fēng)電市場化進(jìn)程明顯加速,風(fēng)電比重進(jìn)一步提高。但不可否認(rèn),我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還處于規(guī)模擴(kuò)張的初級階段,還在不斷地摸索風(fēng)電發(fā)展規(guī)律和適應(yīng)我國國情的發(fā)

3、展模式。風(fēng)電快速發(fā)展的背后,在風(fēng)電項目選址、投資規(guī)模、風(fēng)電并網(wǎng)、風(fēng)電場運營、風(fēng)電價格等多個環(huán)節(jié)還存在缺陷或隱患。
　　 因此,對存在重要缺陷或隱患的風(fēng)能資源開發(fā)環(huán)節(jié)展開研究,探索風(fēng)能資源最優(yōu)化開發(fā),有助于把握風(fēng)能資源開發(fā)各環(huán)節(jié)的最優(yōu)解決策略,對于剖析各環(huán)節(jié)存在的主要問題及其形成因為具有重要作用。本文梳理了風(fēng)能資源開發(fā)的研究進(jìn)展,分析了我國風(fēng)能資源開發(fā)與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,并以資源配置、資源規(guī)劃等理論為指導(dǎo),理清了風(fēng)能資源開發(fā)的主

4、要環(huán)節(jié)、相互關(guān)系及存在問題,并考慮了風(fēng)能資源開發(fā)過程中存在的諸多不確定性,選取風(fēng)能資源開發(fā)的宏觀選址、風(fēng)電項目的最優(yōu)投資規(guī)模、風(fēng)能資源的最優(yōu)開發(fā)路徑等重點環(huán)節(jié),研究不確定環(huán)境下的最優(yōu)策略。具體研究內(nèi)容如下:
　　 (1)研究風(fēng)能資源儲量與電力需求耦合度較差背景下的風(fēng)電項目最優(yōu)選址問題。首先,利用GIS技術(shù)對風(fēng)能資源分布圖和電力消費區(qū)域圖進(jìn)行耦合分析,確定風(fēng)電項目開發(fā)價值較大的若干區(qū)域。其次,設(shè)計較為完整合理的風(fēng)電項目選址的指標(biāo)體

5、系,并通過構(gòu)建層次分析方法(AHP)與投影尋蹤評估法(PPE)的組合模型AHP-PPE對所確定的若干區(qū)域的選址價值進(jìn)行綜合評價。
　　 (2)探討風(fēng)速與需求雙重隨機(jī)不確定條件下,風(fēng)電項目建設(shè)的最優(yōu)投資規(guī)模問題。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)公式和多隨機(jī)不確定性理論,建立了一個以運營期內(nèi)收益最大化為目標(biāo)函數(shù),以風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模為決策變量,包含服從Weibull分布的風(fēng)速因素和服從正態(tài)分布的電力需求因素的決策模型。運用風(fēng)險仿真優(yōu)化軟件RiskOpti

6、mizer對決策模型進(jìn)行仿真模擬和算法尋優(yōu),并對比分析了單隨機(jī)約束因素作用下的仿真結(jié)果,探討了不同隨機(jī)約束因素對仿真結(jié)果的靈敏性。
　　 (3)分別從發(fā)電量、收益、成本三個方面,研究了技術(shù)進(jìn)步、補(bǔ)貼政策和成本控制三種不確定因素對風(fēng)能資源開發(fā)最優(yōu)路徑及其變動的動態(tài)影響。首先利用動態(tài)思想處理風(fēng)能資源開發(fā)過程,運用最優(yōu)控制理論建立了風(fēng)能資源動態(tài)開發(fā)模型。其次,分別引入不確定變量,構(gòu)建了動態(tài)開發(fā)模型最優(yōu)問題的Hamilton-Jacob