风力发电系统的能量成本研究

摘要

在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源，称可再生能源。再生能源中，风力发电现在是新能源战略的重要组成部分。风能跟其他再生能源比有新建风电场时对环境和生态的破坏较低、建设成本较低、在短期内可以收回建造费等优点。现在世界各国都在增加风力发电的导入量，而且风力机的规模也越来越大。
　　此研究关注的是大型的单永磁铁发电机驱动机构和直接驱动驱动机构风力机发电系统的能量成本。能量成本是发电系统需要的组件和设备、安装、运行、维修到废弃的全生命周期成本。比较风力发电系统的能量成本和其他可再生能源或非可再生能源的能量成本可以证明风力发电在成本方面的竞争力。根据成本相差评价风力发电的优势和新建风电场的需要性。
　　计算工具使用不同驱动机构能量成本计算方法做成电子数据表格格式建立的模型。模型内已输入根据风力机组件尺寸的组件质量计算法和成本计算法。可以利用风力机的额定功率等大概的设计计划对风力系统的总能量成本做模拟计算。模拟计算可以比较不同驱动机构之间的成本差异。还可以得到风力机驱动结构内的各个组件的尺寸和成本、风电场设备成本、运行维修成本等各项目的详细成本。风力机设计者可以通过模型计算结果选择适当的驱动机构、寻找风力系统设计可改进处、设计改进后对总成本的效果和对其他项目的影响来决定降低能量成本的最佳方案。
　　使用此模型对2种驱动机构、5种额定功率的风力机做模拟计算。根据改变风力机的设计参数得到风力发电系统的最低能量成本。并且利用计算结果对50兆瓦规模的风电场制作全寿命周期成本设计方案。根据设计方案可以得到风电场总成本最低的各设备的成本以及最佳设计参数。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 风力发电系统能量成本以及全生命周期成本国内外研究现状

1.3 主要研究内容

第二章 风力发电能量成本计算方法

2.1 能量成本计算方法

2.2 单永磁铁发电机驱动机构成本计算方法

2.3 直接驱动驱动机构成本计算方法

2.4 电力系统成本计算方法

2.5 风轮和塔的成本计算方法

2.6 电站以外的辅助设备成本计算方法

2.7 本章小结

第三章 能量成本计算模型建立以及模拟计算和设计方法

3.1 能量成本计算模型建立

3.2 模型模拟计算方法和设计方法

3.3 本章小结

第四章 能量成本计算结果及全生命周期成本设计方案

4.1 风力发电能量成本计算结果

4.2 全生命周期成本设计方案

4.3 本章小结

第五章 全文总结与研究展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

参考文献

致谢