风电场宏观选址中交通条件的一种评价方法

第38卷 第2期2010年2

月Vo. l 38 No . 2F eb . 2010

风电场宏观选址中交通条件的一种评价方法

邓院昌, 余 志, 周 卉

(中山大学工学院, 广州 510275)

摘 要:以风电场宏观选址中交通条件的评价为研究对象, 并根据风机运输属大件运输的特点, 给出了风电机组与运输公路的匹配。以候选场址的交通可达性为考察因素, 提出了定性的交通条件评价指标及方法, 以粗略估算修建道路的投资为目的, 通过引入折算系数等方法, 实现了定量的交通条件评价。利用G IS 技术, 通过获取评价所需的指标数据, 进行了风电场交通条件评价案例分析, 验证了该方法的有效性。关键词:风电场; 选址; 评价指标; 交通可达性; 折算系数基金项目:国家/8630计划资助项目(2008AA05Z414)

作者简介:邓院昌(19722), 男, 博士研究生, 讲师, 主要研究风能资源评价与风电场选址。中图分类号:TK89 文献标志码:A 文章编号:100129529(2010) 0220281204

A n A ssess m entM ethod of T ranspor ta tion Cond ition i n W ind Farm M a cr o 2siti n g

DENG Y uan 2chang, Y U Zhi , ZHOUH ui

(School of Engi neering , Sun Yat 2sen University , Guangzhou 510275, Chi na)

Abstr ac t :W ith the research ob j ec t of transporta ti on cond iti on assess m ent i n w i nd far m m arco 2siti ng , the m atch of w i nd t urbi ne and road was given accord i ng to the heav y 2cargo transportati on feature ofw i nd t urbi ne . The i ndexes and m ethods of qua lita ti ve transporta ti on cond iti on assess m en twere proposed based on t he tra ffi c accessibility of candida te site . And a i m i ng at t he rough esti m atio n of road constructi on cost , t he quantitati ve transportati on cond iti on assess m ent was carr i ed out by i ntroducing m ethods li ke conversi on coe fficien t . F i na ll y , with the technology of GIS , the ana l ys i s of wi nd far m transportatio n cond i tio n assess m ent case was carried out by o b taini ng t he requ ired i ndex data of assess 2m ent , and the eff ec ti veness was verified .

K ey word s :w i nd fa r m ; eva l uati on factor ; tra ffi c access i bility ; co nversi on coeffic i ent

风电场宏观选址, 即风电场场址的选择, 要综合考虑候选场址的风能资源、电网、交通、土地利用

等各种因素。其中, 交通条件的好坏对于风电项目的建设及建成后的经济收益有着重要的影响。

目前, 对于风电场宏观选址的交通条件评价, 还没有可用的评价标准和方法, 一般工程项目中采用描述性的指导原则, 如/风电场选址时应考虑交通方便、便于设备运输, 同时减少道路投

[1]

资0。

传统的交通评价研究主要针对人类出行的交

[2]

通需求和交通影响评价, 与风电场选址中的交通评价不同, 但其交通可达性评价对于风电场的选址具有借鉴作用, 因为候选场址的区位可达性是风电开发的必要前提条件。另一方面, 风电场宏观选址综合评价主要集中在各种影响因素的综合评价方法上, 缺乏对交通条件评价的细化和具体化研究

[3]

本文根据风电场建设和风机运输的特点, 进行了风电机组与运输公路的匹配; 以候选场址的交通可达性为评价准则, 提出了定性的交通评价指标及方法; 以估算道路投资为目的, 提出了定量的交通评价方法。基于本文的评价方法, 通过G I S 手段, 进行了实际风电场交通条件的评价。

1 风电机组与运输公路的匹配

为了考察风电设备的运输, 首先对现有的风电机组根据单机容量不同进行简单的分类。从国内外已投产或在建的陆地风电场来看, 投入商业化运行的并网型机组单机容量跨度很大, 从600k W 至2000k W 以上, 其最长件(叶片) 及最重件(机舱) 典型参数如表1所示。

根据风电机组的叶片长度及机舱重量, 可得出对于运输风机所需的牵引车及拖挂车的性能要

。

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2)

求, 参考5厂矿道路设计规范6(GBJ22287), 建议运输600k W 级机组和850k W 级机组, 其公路的最小转弯半径为15m, 运输M W 级风电机组的公路最小转弯半径需大于18m 。参照5公路工程技术标准6(J TGB0122003), 可得出不同机组类型与推荐的最低公路等级匹配如表2所示。

表1 风电机组分类及典型参数

机组类型单机容量/kW 典型参数600k W 级600~800叶片长20m 左右机舱重20t 左右850k W 级800~1000叶片长25m 左右机舱重25t 左右MW 级

1000~2000

叶片长35m 左右机舱重40~70t

表2 风电机组与公路等级匹配表

机组级别运输公路

满足要求的最小转弯半径/m

最低公路等级

600kW 级15四级850kW 15四级MW 级

>18

三级

2 候选场址交通条件定性评价

风电场交通条件的定性评价, 主要针对的是场外交通环境进行评价, 是为了进一步细化/交通方便0这些定性的描述, 使得对交通条件的判断更具依据和可操作性。

交通节点是指公路、铁路和港口转运点, 该转运点是满足所选风电机组运输条件的、所选运输线路上离风电设备堆场最近的点。

本文中风电场交通条件定性评价主要从两个方面来体现, 一是对候选场址区位可达性的评价, 二是对新修道路工程适宜性的评价。经过行业调查, 最终采用以下评价指标体系, 如图1所示。其中, 新修道路难易程度采用以下2个判断标准:(1) 风电场场区外围5km 半径范围内其地形高度差小于100m 、地形最大坡度小于20b ; (2) 工程地质条件较好, 无物理屏障, 施工条件较好。若2个标准都满足, 则定义为简单; 2个标准都不满足定义为复杂; 满足2个标准之一的定义为中等复杂。

位于评价指标体系最底层的指标, 采用简单的等级赋分法, 将最理想的情形赋值最高分5分, 次等的为3分, 最差的为1分。将得分相加后作为最后交通条件定性评价的得分, 并据此将交通条件分为个5等级, 如表3

所示。

图1 风电场交通条件定性评价指标体系

表3 交通条件定性评价结果

评价结果

得分可能的情形好155+5+5

较好11或13

5+5+3或5+5+1或5+3+3

一般93+3+3或5+3+1较差5或73+3+1或5+1+1或3+1+1

差

3

1+1+1

3 候选场址交通条件定量评价

风电场交通条件的定量评价是从工程建设的角度, 根据工程项目经验, 设置相应的折算规则或者标准, 粗略评估用于风电场道路建设的投资。相对于定性的交通评价来说, 定量评价更加直观, 也更有代表性和说服力。

风电场道路修建成本与修路长度、新修道路的难易程度、所需承运的风机设备(决定所修道路的规格) 有关, 为此将新修道路根据承运风机的不同进行分级, 如表4所示。

表4 新修道路等级

风机类型修路难易程度

简单中等复杂

复杂600k W 级ÑÓÔ850k W 级ÒÓÔMW 级

Ó

Ô

Õ

为了便于估算修路成本, 定义一种标准道路, 即:在修路难易程度为简单的情况下, 能够满足850k W 级别风电机组运输要求的道路, 也即是表4中的Ò级道路。标准道路的单位修路成本可由当地的工程建设项目统计查得, 具有一个相对固定的值。将标准道路情况下, 实际工程项目应修建的道路长度定义为标准长度, 而将实际工程中

邓院昌, 等 风电场宏观选址中交通条件的一种评价方法0283

修建不同等级道路的修路成本通过折算长度来体现, 其值为标准长度与道路等级折算系数的乘积。

对于不同的新修道路等级可以根据相应的工程实际情况, 取一个相对于标准道路的折算系数。例如:对于广东某已建山地风电场, 根据其风机选型及地形条件, 由表4可知其新修道路等级为Ó级, 其道路建设投资平均每km 约100万元人民币, 而对Ò级道路, 当地每k m 道路建设投资约50万元人民币, 因此, 作为粗略估算, 可以设定在类似风电项目中, Ó级道路相对于Ò级道路的折算系数为2。除了不同道路等级之间有折算外, 修建和改建道路的投资成本也不相同, 可采用类似的方法给出一个同等级道路情况下改建与新建道路之间的折算系数。

对于场内道路, 其修建长度与装机容量有关, 但随着不同的地形条件和风机排布方式, 场内道路的长度会有所不同。为了便于估算, 基于对部分风电场的考察, 推荐用表5中的值来估算不同装机容量的场内道路长度。

表5 不同装机容量的风电场场内道路参考长度

风电场装机容量/MW

参考标准长度/km

200

40

4 风电场交通条件评价案例分析

本文以广东省拟建的高栏岛风电场为例, 对

其进行交通条件的定性与定量评价。高栏岛风电场位于珠海市西南部的高栏岛, 该岛陆地面积约为34. 2km 2

, 通过大坝与市区相连, 交通方便。高栏岛属于山地地形, 最高海拔达418. 0m 。风力发电机组主要布置在山脊及迎风坡上, 占地范围约22km 2。风电场工程计划选用单机容量750k W 风力发电机组, 装机容量49. 5M W 。

(1) 定性评价

通过G I S 对高栏岛风电场所在位置的交通情况进行缓冲区分析, 如图2所示, 以场址为中心, 20km 半径范围内, 有多个交通节点, 交通方式也是多样化, 风电设备可运达珠海港, 再通过公路运至现场或由粤西沿海高速或省道运达高栏岛, 交通方式可选择性较强。

高栏岛本身属于山地地形, 其地形坡度如图3所示(该图采用美国90m 分辨率的S RT M

数据

图2 高栏岛风电场交通条件缓冲区

处理而来[4]

) 。虽然高栏岛场址平均坡度小于20b , 但是高程差大于100m, 按照新修道路难易程度的判断标准, 新修道路难易程度为中等复杂。

根据定性评价方法, 该风电场的交通条件得分为13分,

属于交通条件较好的场址。

图3 高栏岛风电场地形坡度图

(2) 定量评价

高栏岛由2km 的连岛大堤公路(珠港大道南) 与市区相连, 已建起了长约15. 1km 的贯穿

全岛的一级5. 8km, 二级9. 3k m 的水泥公路。风电设备可运达珠海港再通过公路运至现场或由粤西沿海高速或省道S366运达高栏岛, 交通非常方便。因此, 该风电场不需要新建场外道路。

根据风电场新修道路难易程度及所选机型, 参照表4, 该风电场场内所需新修道路等级为Ó级, 取道路等级折算系数为2。同时, 根据其装机容量, 采用参考修路长度为10km 。因此, 其场内新修道路的折算长度为20km, 也即场内道路的投资相当于修建了20km 的标准道路。若以每标

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光伏阵列输出特性与M PPT 控制仿真研究

司传涛, 周 林, 张有玉, 刘 强, 冯 玉

(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆 400030)

摘 要:在m atl ab /si m u li nk 平台上建立了太阳能电池的仿真模型, 通过对仿真结果的分析, 介绍了现有的太阳能电池最大功率跟踪方法, 分析和比较了变步长电导增量法和传统电导增量法的优缺点, 仿真验证了步长电导增量法的可行性, 验证了模型的正确性。

关键词:太阳能; 最大功率跟踪; 仿真; 电导增量法; 变步长基金项目:重庆市自然科学基金项目(CS TC2007BB6170)

作者简介:司传涛(19832), 男, 硕士研究生, 研究方向为太阳能光伏发电。中图分类号:T M615 文献标志码:A 文章编号:100129529(2010) 0220284205

Si m u la tion Resear ch on O u tput Chara cter istics of Photovolta ic A r ray and M PPT C on trol

SI Chuan 2ta o , Z HOU Lin , Z HA NG Y ou 2yu, LIU Qiang, FENG Y u

(State Key Laboratory of P o wer Trans m i ssi on Equ i p m en t&System Secu rity and Ne w Technolo gy ,

Chongqi ngUn i v . , Chongq i ng 400030, Ch i na)

Abstr ac t :The si m ulati on model of solar ce ll was bu ilt o n the platfor m of m atlab /si m u link . Thro ugh t he ana l ysis of si m u l a ti on resu lts , exi sti ngMPPT m ethods of the solar ce ll were su mm ar ized , and t he m er its and dem erits bet ween va riab l e step 2size conduc tance i ncrem ent m ethod and trad iti onal co nductance i ncre m ent m e t hod were ana l yzed and co mpared . The si m ulati on result vali dated t he feasi b ility of the var i able step 2s i ze co nductance i ncre m ent m et hod and the correctness of the m ode. l K ey word s :solar ; M PPT ; si m u l a ti on ; conductance incre m ent me t hod ; var i able step 2size

太阳能光伏发电技术

[1]

是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应, 将太阳光辐射能直接转

准道路修路成本50万元进行估算, 其道路建设的投资约1000万元人民币, 与工程项目概算中该部分投资额相当。

(3) 本文采用的模型和方法比较简单, 许多问题的处理借助于工程经验估算, 今后可在理论和方法上开展更深入的研究。

参考文献:

[1][2][3]

王承煦, 张 源. 风力发电[M].北京:中国电力出版社, 2003.

周 伟, 李卫东. 大型商业建设项目交通影响评价方法[J].交通运输工程学报, 2004, 4(2):93299.

LEE A H I , et a. l M u lti 2criteria deci s i on m ak i ng on strategic sel ecti on of wi nd f ar m s[J ].Ren e wab l e Energy , 2008, do:i 10. 1016/.j renene . 2008. 04. 013.

[4]

吕雪芹, 余 志, 邓院昌, 等. 基于特征点修正的SRT M 数据在风能资源微观评估中的应用[J].测绘科学, 2008, 33(4):1612162.

收稿日期:2009211209本文编辑:杨林青

5 结语

本文根据风电场建设和风机运输的特点, 进行了风机与运输公路的匹配, 提出了定性和定量的风电场交通条件评价方法, 使风电场宏观选址的交通评价更加细化和具体, 方便在工程实践中应用。

(1) 以候选场址的交通可达性为评价准则, 提出了定性的交通评价指标及方法; 从估算道路投资成本出发, 通过引入标准道路及折算系数等概念, 提出了定量的交通评价方法。

(2) 应用G I S 手段, 进行指标数据的获取与分析。通过案例研究, 在一定程度上验证了评价方法的有效性。