CN107358321A - 一种海上风电场精益化选址方法 - Google Patents
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Abstract
一种海上风电场精益化选址方法。该方法包括收集评估风电场海域的基础数据；分析测风数据的风能资源特性数据；量化计算风电场的风能资源条件、海域符合性、建设条件；确定项目的开发顺序等步骤。本发明通过统筹考虑风能资源特性数据、输电技术、海域利用、航道、海床等因素以及风电场自身建设条件，形成以海上风电开发时序为目标的海上风电场精益化选址，海上风电场精益化选址更有利于评价项目的优劣，确定拟开发项目，进而提高了选址的精确性、合理性以及可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及风电领域，特别地涉及海上风电场的精益化选址。
背景技术
近年来我国海上风电发展迅速，能源主管部门十分重视海上风电产业的发展，出台了多个行业发展促进措施，未来海上风电必然将成为全球和我国可再生能源领域的重要补充。根据各省出台的规划，全国海上风电规划总量超过8000万kW，因此前期海上风电场如何筛选经济性较优、风险较小的项目十分重要。
海上风电场精益化选址主要用于项目前期开发阶段的立项决策，用于评估海上风电场的优劣，进而判断最优的风电场场址。其方法在技术上与陆上风电场选址存在根本性差异，难以照搬陆上风资源评估的流程和方案。一般而言，海上风电场开发都是按照由近及远的顺序，并未充分考虑到场区的风能资源特性数据、输电技术、海域利用、航道、海床等因素以及风电场自身建设条件，造成对拟开发的项目评估不充分，项目风险点多、经济性差等问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明充分考虑了风电场的基础数据、海域条件和自身的建设条件，并量化了评价标准，基于此本发明提出了一种海上风电场精益化选址方法。
一种海上风电场精益化选址方法包括按顺序进行的如下步骤：
步骤一：收集评估风电场海域的基础数据，所述的基础数据包括：评估海域风电场地理数据；测风数据；海洋功能区划、生态红线规划及港口、航道规划数据以及目标海域的地形数据。
步骤二：按照测风分析模型分析所述测风数据的时空分布特性数据、资源互补特性数据和资源波动特性数据；
步骤三：量化计算拟建风电场的风能资源条件、海域符合性、建设条件数据以建立初步量化标准，进而计算得到初步量化结果；
步骤四：优化初步量化标准，得到最终的海上风电场精益化选址量化标准；
步骤五：以最终的海上风电场精益化选址量化标准，再根据预期开发容量，确定最终的海上风电场拟开发场址。
进一步地，所述基础数据按照如下方式收集获得：
按照风电场地理量化模型计算目标海域的风电场个数、位置及单个风电场的规划范围以计算获得评估海域风电场地理数据；通过传感器收集的目标海域的测风数据；从海洋生态航道数据库获取目标海域的海洋功能区划、生态红线规划及港口、航道规划数据；从地形资料库获取目标海域的地形数据。
进一步地，步骤三中所述量化计算依次包括如下步骤：
(1)确定分项因子：以风能资源条件数据、海域符合性数据、建设条件数据作为量化结果的分项因子，获取风能资源条件数据、海域符合性数据、建设条件数据；
(2)根据分项因子建立量化标准：确定上述三个分项因子的量化标准；分项因子的权重取0～1，同一分项因子内所有数据所占权重之和为1；
(3)最后根据量化标准对拟建风电场进行量化计算：三个分项因子之和为拟建风电场选址的判断参数。
进一步地，步骤四中优化的具体步骤包括：
(1)根据所述判断参数，由大到小对风电场进行排序，得到拟建风电场的初步选址结果；
(2)通过专家会议法或德尔菲法对拟建风电场的建设条件定性分析，并按照优劣排序；
(3)对比专家会议法或德尔菲法中的拟建风电场建设条件排序与拟建风电场的初步选址结果对比，若两者排序一致，则权利要求4中的量化标准作为最终的海上风电场精益化选址量化标准；若两者不同，则以专家会议法或德尔菲法的排序结果为优化的指导，优化建设条件设定的分项因子权重和量化标准，直至两者排序一致，得到最终的海上风电场精益化选址量化标准。
进一步地，步骤五的确定方式为：用最终的选址量化标准，对拟建风电场按照判断参数由大到小进行排序后，得到拟建风电场选址的优劣顺序，再根据预期开发容量，确定海上风电场拟开发场址。
本发明提供的海上风电场精益化选址方法，提供了精准的良好标准，能够客观评价风电场的风能资源、海域符合性和建设条件，综合评判比较各风电场的优劣，有利于确定拟开发项目，提高风电场选址的精确性并扩展了选址的适用范围。
附图说明
图1是根据本发明的海上风电场精益化选址方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，根据本发明的海上风电场精益化选址方法包括按顺序进行的如下步骤：
步骤一：收集评估风电场海域的基础数据，所述的基础数据包括：
按照风电场地理量化模型计算目标海域的风电场个数、位置及单个风电场的规划范围以计算获得评估海域风电场地理数据；
通过传感器收集的目标海域的测风数据；
从海洋生态航道数据库获取目标海域的海洋功能区划、生态红线规划及港口、航道规划数据；
从地形资料库获取目标海域的地形数据。
步骤二：按照测风分析模型分析所述测风数据的时空分布特性数据、资源互补特性数据和资源波动特性数据；
其中，时空分布特性数据是通过所述测风分析模型计算拟建立风电场的资源数据，比如资源数据指风速、风功率密度以及风向频率等影响风电场发电量的参数。
而分析资源互补特性数据和波动特性数据，是通过测风分析模型，计算拟建风电场其发电量与当地电网之间的影响关系。通常这样的关系是建立在经验公式基础上的。
步骤三：量化计算拟建风电场的风能资源条件、海域符合性、建设条件数据以建立初步量化标准，进而计算得到初步量化结果，其中量化计算依次包括如下步骤：
(1)确定分项因子：以风能资源条件数据、海域符合性数据、建设条件数据作为量化结果的分项因子，获取风能资源条件数据、海域符合性数据、建设条件数据；
其中风能资源条件数据也即步骤二中所分析的时空分布特性数据、资源互补特性数据和资源波动特性数据；
其中海域符合性数据为所评估海域的农渔业区、保留区、工业与城镇用海区、兼容海上风能区地理及资源数据以及其他相关因素；
其中建设条件数据包括项目投资数据、运维难度及风险系数、发电量量值范围。
(2)根据分项因子建立量化标准：确定上述三个分项因子的量化标准；分项因子的权重取0～1，同一分项因子内所有数据所占权重之和为1，比如在建设条件数据中，项目投资数据、运维难度及风险系数、发电量量值范围三个因子的权重之和为1。
(3)最后根据量化标准对拟建风电场进行量化计算：三个分项因子之和为风电场选址的判断参数。根据具体实施例量化的结果实例见表1。
表1 风电场精益化选址量化结果
步骤四：优化初步量化标准，得到最终的海上风电场精益化选址量化标准。根据本发明的选址量化标准，将风电场与电网之间的影响、海域符合性、运维难度及风险系数的因素纳入考虑之中。现有技术中都没有将这些决定性因素考虑进来，导致对风电场的选址论证不全面，经济性判断不准确，增大了项目投资风险。因此根据本发明的量化标准，提高了海上风电场选址的精确性，并且提高了选址的实用性、普适性，在我国海域都可以利用这样的精益化选址量化标准。
优化步骤包括：
(1)根据所述判断参数，按照由大到小对拟建风电场进行排序，得到拟建风电场的初步选址结果。
(2)通过专家会议法或德尔菲法对建设条件，也即风能资源条件、海域符合性、建设条件数据，进行定性分析，并按照优劣排序。专家会议法或德尔菲法是一种定性评价的方法，能解决历史资料缺乏和不足的问题，也适用于影响因素众多的事件判断，故适用于对项目投资水平、运维难度及风险、发电量水平的定性分析。本发明采用专家会议法或德尔菲法作为优化的指导，有利于排除现有技术中因为缺乏历史资料，特别是风电场附近海域历史性地理数据的情况下，也能较为精确并且行之有效地给出优化方向，这对于风电场的选取的精益化是非常有利的。
对比专家会议法或德尔菲法中的拟建风电场建设条件排序与所述初步选址结果对比，若两者排序一致，则步骤三中的初步量化标准作为最终的海上风电场精益化选址量化标准；若两者不同，则以专家会议法或德尔菲法为指导方向，优化建设条件设定的分项因子权重和量化标准，直至两者排序一致，得到最终的海上风电场精益化选址量化标准。
步骤五：确定海上风电场拟开发场址：以最终的海上风电场精益化选址量化标准，对拟建风电场按照所述判断参数由大到小进行排序后，再根据预期开发容量，确定最终的海上风电场拟开发场址。
根据本发明所提出的技术方案，考虑了海上风电场风能资源、海域符合性和建设条件，提出了风电场精益化选址的量化标准，能够综合评判、比较各风电场的优劣，有利于确定拟开发项目，进而提高了选址的精确性、合理性以及可操作性。
本发明所提出的上述实施例仅为对本发明的说明，并不作为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可基于上述说明对本发明作出修改，这些修改同样属于本发明公开的内容而落入本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种海上风电场精益化选址方法包括按顺序进行的如下步骤：
步骤一：收集评估风电场海域的基础数据，所述的基础数据包括：评估海域风电场地理数据；测风数据；海洋功能区划、生态红线规划及港口、航道规划数据以及目标海域的地形数据。
步骤二：按照测风分析模型分析所述测风数据的时空分布特性数据、资源互补特性数据和资源波动特性数据；
步骤三：量化计算拟建风电场的风能资源条件、海域符合性、建设条件数据以建立初步量化标准，进而计算得到初步量化结果；
步骤四：优化初步量化标准，得到最终的海上风电场精益化选址量化标准；
步骤五：以最终的海上风电场精益化选址量化标准，再根据预期开发容量，确定最终的海上风电场拟开发场址。
2.根据权利要求1所述的一种海上风电场精益化选址方法，其特征在于：
所述基础数据按照如下方式收集获得：
按照风电场地理量化模型计算目标海域的风电场个数、位置及单个风电场的规划范围以计算获得评估海域风电场地理数据；通过传感器收集的目标海域的测风数据；从海洋生态航道数据库获取目标海域的海洋功能区划、生态红线规划及港口、航道规划数据；从地形资料库获取目标海域的地形数据。
3.根据权利要求2所述的一种海上风电场精益化选址方法，其特征在于：
步骤三中所述量化计算依次包括如下步骤：
(1)确定分项因子：以风能资源条件数据、海域符合性数据、建设条件数据作为量化结果的分项因子，获取风能资源条件数据、海域符合性数据、建设条件数据；
(2)根据分项因子建立量化标准：确定上述三个分项因子的量化标准；分项因子的权重取0～1，同一分项因子内所有数据所占权重之和为1；
(3)最后根据量化标准对拟建风电场进行量化计算：三个分项因子之和为拟建风电场选址的判断参数。
4.根据权利要求3所述的一种海上风电场精益化选址方法，其特征在于步骤四中优化的具体步骤包括：
(1)根据所述判断参数，由大到小对风电场进行排序，得到拟建风电场的初步选址结果；
(2)通过专家会议法或德尔菲法对拟建风电场的建设条件定性分析，并按照优劣排序；
(3)对比专家会议法或德尔菲法中的拟建风电场建设条件排序与拟建风电场的初步选址结果对比，若两者排序一致，则权利要求4中的量化标准作为最终的海上风电场精益化选址量化标准；若两者不同，则以专家会议法或德尔菲法的排序结果为优化的指导，优化建设条件设定的分项因子权重和量化标准，直至两者排序一致，得到最终的海上风电场精益化选址量化标准。
5.根据权利要求4所述的一种海上风电场精益化选址方法，其特征在于所述步骤五的确定方式为：用最终的选址量化标准，对拟建风电场按照判断参数由大到小进行排序后，得到拟建风电场选址的优劣顺序，再根据预期开发容量，确定海上风电场拟开发场址。
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