基于GIS的风能资源评估与风电场微观选址关键模型

【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

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于DEM的大尺度季风风速空间分布模拟研究    史同广;闫业超;王林林;王智勇;

复杂地形上的风场内插方法    余琦,刘原中

小型风力机的选择与选址    石娅莎

风电场微观选址软件的应用    宋梦譞;何仲阳;陈凯;张兴;

户用型风力机的选址与选型    龙哲;

中小型风力机选址的技术条件和对策    程荣香

基于小生境遗传算法的风电场布局优化    田琳琳;赵宁;钟伟;胡偶;

宝天曼世界地质公园气候资源状况分析    张硕;李厚军;李新梅;姚光杰;

防城港市沿海风能资源分析    黄滢;彭俊龙;卢峰本;黄思源;

安庆沿江河谷地区风能资源分析    江大纯;汪勇进;苏化敏;陈龙虎;杨应红;周倍顺;

WT在风电场风能资源推算中的应用    冯长青;杜燕军;包玲玲;车利军;

基于RS和DGPS的SPOT5图像几何精校正研究    刘盛;刘庆忠;李国伟;

基于网络的广西风能资源监测评估系统    史彩霞;苏志;刘世学;

基于ERDAS IMAGINE的图像投影方法探讨    罗杨;

RS和GIS技术在地震灾害中的应用    张瑜;黄曦涛;

风能资源动态评估研究    贺志明;聂秋生;

t检验在遥感数据建模中的应用    张彦林;

GIS的应用现状和未来发展    王宪玉,杨春红

GIS的应用与发展的探讨    宋建华,卢英君,祝秋丽

风电场风能资源评估及微观选址    连捷;

辽宁风能资源研究    袁国恩;韩玺山;何元斌;

全球气候变化及其影响研究进展和未来展望    李克让

中国全球气候变化影响研究方法的进展    李克让，陈育峰

地理信息系统的基本技术与发展动态    吴信才

东亚季风指数的定义及其与中国气候的关系    乔云亭,陈烈庭,张庆云

1873～2000年东亚夏季风变化的研究    郭其蕴,蔡静宁,邵雪梅,沙万英

中国风能资源空间分布的估算    廖顺宝;刘凯;李泽辉;

第3次全国风能资源评价    杨振斌;

广西风能资源评价工作探讨    甘一忠;

西藏风能资源的初步分析与评价    张核真,格桑,路红亚

湖北黄冈龙感湖风场风能资源评估报告审查会召开    杨喜峰;

对进一步开发利用风能资源的建议    

风能资源评估技术方法研究    李泽椿;朱蓉;何晓凤;张德;

区域风能资源评价分析的动力降尺度研究    李艳;汤剑平;王元;江志红;储惠芸;

佳木斯风能资源形成分布探讨    黄秀英;沈泉岭;陈季;殷殿龙;

包头地区风能资源分布特征分析    蔡文玮;黄炜;白国平;潘新源;

试论内蒙古风能资源的综合利用    段钢;陈玮;

风能资源的评价与利用概述    陈超;

襄樊地区风能资源初步评估    王飞;代娟;李海民;

陕西风能资源与风力发电    申宽育;吉超盈;牛子曦;

复杂地形风能资源评估研究    杨振斌;薛桁;袁春红;

龙南县风能资源调研与分析    廖红玲;王丽平;黄伟;

江西省风能资源评价工作的现状与展望    聂秋生;刘晓燕;

关于合理开发利用风能资源的思考    徐凤莉;

朝阳燕山湖区风电厂风能资源评价    高延庆;陶林;宗英飞;冷怀存;

黑龙江省风速及风能资源变化分析    刘赫男;朱红蕊;张洪玲;

桂林市风能资源开发利用研究    白先达;

第三次全国风能资源评价项目通过验收    丁继武冉瑞奎

风能资源详查和评价工作启动    王素琴记者 林琳

甘肃风能资源总储量逾2亿千瓦    彭波

甘肃风能资源“家底”摸清    梁峡林

风能资源评估的有效方法——数值模拟技术    张德

我省风能资源开发利用工作成效显著    曾荣君

国产首款风能资源监测系统新产品问世    游雪晴

豫开建风能资源观测网    王建忠通讯员 朱业玉

全力推进平山湖风能资源开发    记者 刘泽

中国风能资源详查和评价取得新进展    张辛欣

风能资源数值模拟及其在中国风能资源评估中的应用研究    张德

江苏省风能资源评估及开发利用的若干问题研究    许遐祯

我国风能资源最优化开发研究    王健

江苏省沿海潮间带风电产业综合评价研究    严晓建

风能资源评估系统的研究    曹慧敏

山东省风能资源分析评估    王金霞

黄河三角洲风能资源研究    王秀秀

GIS在风能资源共享服务及开发领域的应用研究    王雁

气候变暖背景下我国风能资源变化趋势分析研究    张瑾

江苏省风能资源评估方法的研究    汪婷

新疆风能资源开发用地效益评价研究    张经文

新疆风能资源的开发利用及其综合评价研究    热西提姑·艾海提

风能资源评估和机组选型在风电场选址中的应用    方笑

基于WRF模式的洪泽湖风能资源数值模拟研究    丁慧