[发明专利]一种考虑环境效益的风电场风力发电机组选型方法

摘要

本发明公开了一种考虑环境效益的风电场风力发电机组选型方法，包括步骤：S1、资料准备与型式初选；S2、边界条件设定；S3、清单分析；S4、环境效益影响分析；S5、风力发电机组选型。应用本发明方法使得风电场建设过程中对机组选型时，能够对备选风电机组型式方案进行环境效益评估，并将环境效益评价参数作为机型选择的评价指标，使得在风电场机组选型过程中能够考虑风电场对环境的影响，促进风电项目环境效益的提高，进一步保证风力发电这种能源利用型式的绿色、环保特性。

主权项

1.一种考虑环境效益的风电场风力发电机组选型方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、资料准备与型式初选/n首先，获取风电场场区实测风速资料，依据相关规程规范，对实测数据进行验证、插补和订正操作，并统计各测风塔处的风况参数；再运用CFD软件，结合场址范围粗糙度资料和地形数据信息，对风电场场址范围内风资源条件进行评估，获取风能资源图谱、湍流强度图谱和入流角图谱信息；/n依据风电场风资源条件、施工条件和运输条件，初步选定风电场适用的风电机组型式；并针对各风机型式进行风电场布置与配套工程设计，计算风电场上网发电量，复核机组安全性；/nS2、边界条件设定/n对于风电场而言，环境效益分析划分为生产与运输、建设施工、运行维护和回收报废四个阶段；生产与运输阶段包括风机及其相关设备的生产与运输、电气设备的生产与运输、风电场建设施工过程所需原料的生产与运输；建设施工阶段包括风电场基础设施的建设与安装、道路与厂房建设、风力发电机组的吊装，除此之外还需要考虑工程征地过程中的植被的破坏和后期恢复；运行维护阶段包括机组在运行过程中设备耗电以及运维人员生活耗电，风电机组运维阶段巡检使用交通工具所消耗的燃料油，日常设备消耗的润滑油、润滑脂，风机设备耗损或故障造成的零件更换；回收报废阶段包括风机设备的拆卸、运输。/nS3、清单分析/n依据边界条件并结合各方案风电场配套工程设计，对各阶段投入的材料或能量进行统计分类，并列出清单；其中，生产与运输阶段的清单有风机设备的生产与运输，电气设备的生产与运输，建设施工原料的生产与运输；建设施工阶段的清单有建设施工，植被破坏与恢复；运行维护的清单有设备耗电、生活耗电、巡检和运输耗油，设备消耗润滑油、润滑脂，零件更换；回收报废阶段的清单有风机设备的拆卸、运输；/nS4、环境效益影响分析/n依据清单分析和对应物质的单位能耗指标和单位温室气体排放指标，对不同方案风电场进行环境效益分析，核算得到不同阶段能耗指标和二氧化碳排放，最终得到不同方案风电场总能耗E与总温室气体排放G，风电场总能耗E与总温室气体排放G由以下公式计算得出：/nE＝E₁+E₂+......+E₉/nG＝G₁+G₂+......+G₉/n其中，风机设备的生产与运输的核算为：/n /n /n式中，E₁为能耗，G₁为温室气体排放量；n₁为原料消耗种类总量；Q_i1为第i种原料消耗量；E_i1为第i种原料的能耗因子；G_i1为第i种原料的温室气体排放因子；/n电气设备的生产与运输的核算为：/n /n /n式中，E₂为能耗，G₂为温室气体排放量；n₂为原料消耗种类总量；Q_i2为第i种原料消耗量；E_i2为第i种原料的能耗因子；G_i2为第i种原料的温室气体排放因子；/n建设施工原料的生产与运输的核算为：/n /n /n式中，E₃为能耗，G₃为温室气体排放量；n₃为原料消耗种类总量；Q_i3为第i种原料消耗量；E_i3为第i种原料的能耗因子；G_i3为第i种原料的温室气体排放因子；/n建设施工的核算为：/nE₄＝Q_i4E_i4+Q_j4E_j4/nG₄＝Q_i4G_i4+Q_j4G_j4/n式中，E₄为能耗，G₄为温室气体排放量；Q_i4、Q_j4分别为耗电量、耗燃料油量；E_i4、E_j4分别为电力、燃料油对应的能耗因子；G_i4、G_j4分别为电力、燃料油对应的温室气体排放因子；/n植被破坏与恢复的核算为：/n /n式中，G₅为温室气体排放量；n₅为植被破坏种类总量；Q_i5为第i种植被破坏总量；G_i5为第i种植被单位固碳因子；T_i5为第i种植被破坏时间；m₅为植被恢复种类总量；Q_j5为第j种植被恢复总量；G_j5为第j种植被单位固碳因子；T_j5为第j种植被恢复时间；/n设备耗电，生活耗电、巡检和运输耗油的核算为：/nE₆＝Q_i6E_i6+Q_j6E_j6/nG₆＝Q_i6G_i6+Q_j6G_j6/n式中，E₆为能耗，G₆为温室气体排放量；Q_i6、Q_j6分别为耗电量、耗燃料油量；E_i6、E_j6分别为电力、燃料油对应的能耗因子；G_i6、G_j6分别为电力、燃料油对应的温室气体排放因子；风场运行后耗电来自风场自发电，故Q_i6为0；/n设备消耗润滑油、润滑脂的核算为：/nE₇＝Q_i7E_i7+Q_j7E_j7/nG₇＝Q_i7G_i7+Q_j7G_j7/n式中，E₇为能耗，G₇为温室气体排放量；Q_i7、Q_j7分别为消耗润滑油量、润滑脂量；Ei7、E_j7分别为润滑油、润滑脂对应的能耗因子；G_i7、G_j7分别为润滑油、润滑脂对应的温室气体排放因子；/n零件更换的核算为：/n /n /n式中，E₈为能耗，G₈为温室气体排放量；n₈为更换零件种类总量；Q_i8为第i种零件质量；E_i8为第i种零件的能耗因子；G_i8为第i种零件的温室气体排放因子；/n拆卸、运输的核算为：/nE₉＝Q_i9E_i9+Q_j9E_j9/nG₉＝Q_i9G_i9+Q_j9G_j9/n式中，E₉为能耗，G₉为温室气体排放量；Q_i9、Q_j9分别为耗电量、耗燃料油量；E_i9、E_j9分别为电力、燃料油对应的能耗因子；G_i9、G_j9分别为电力、燃料油对应的温室气体排放因子；/nS5、风力发电机组选型/n依据风电场各选型方案的单位电度能耗E_m1、E_m2……E_mn和单位电度温室气体排放量G_m1、G_m2……G_mn，以综合指标I为最终评价指标，具体如下：/nI₁＝1/nI₂＝1/2(E_m2/E_m1+G_m2/G_m1)/nI₃＝1/2(E_m3/E_m1+G_m3/G_m1)/n……/nI_n＝1/2(E_mn/E_m1+G_mn/G_m1)/n当I最小时，即认为此机型方案为最佳机型方案。/n