南海海島風(fēng)資源評估及五十年一遇最大風(fēng)速的風(fēng)機(jī)選型.pdf

1、南海海島地處深海，遠(yuǎn)離大陸，島上用電長期依賴柴油發(fā)電，海島軍民用電及日常用水保障困難。南海海域遼闊，西沙、南沙、東沙諸島蘊(yùn)含有豐富的風(fēng)能資源。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日益成熟和小型風(fēng)機(jī)的快速發(fā)展，在南海海島應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已具有現(xiàn)實可行性。本文根據(jù)東沙島、永興島、珊瑚島和太平島地面氣象觀測數(shù)據(jù)，對南海海島進(jìn)行了風(fēng)能資源評估和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型的研究。
　　論文首先收集、整理南海東沙島、永興島、珊瑚島和太平島4個地面氣象觀測站1996年至20

2、12年間的氣象數(shù)據(jù);然后運(yùn)用卡方(x2)檢驗和均方根(RMSE)檢驗對威布爾分布(Weibull)和瑞利分布(Reyleigh)進(jìn)行檢驗，發(fā)現(xiàn)Weibull分布能更準(zhǔn)確地刻畫南海海島實際數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性;利用兩參數(shù)Weibull分布評估了各站點(diǎn)的風(fēng)速和風(fēng)能密度等風(fēng)能資源情況;最后，根據(jù)1996年至2012年間氣象數(shù)據(jù)，利用TMA10kW、Jacobs10kW、BWC Excel-S10kW和富蘭德30kW(FL-30)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)速功率輸

3、出特性曲線，計算各站點(diǎn)的發(fā)電量，并基于容量系數(shù)法估算了容量系數(shù)值。評估發(fā)現(xiàn)FL-30的CF值最大，發(fā)電量最多，可選擇FL-30為適用的典型風(fēng)機(jī);還結(jié)合Weibull分布和富蘭德30kW風(fēng)機(jī)的風(fēng)速功率輸出特性曲線估算出的數(shù)據(jù)，分析了所選風(fēng)機(jī)在東沙島、永興島等4個氣象站點(diǎn)風(fēng)電出力的季節(jié)性規(guī)律。
　　分析1996年至2012年間的風(fēng)速數(shù)據(jù)，提取了每日最大風(fēng)速，分析了南海四島的最大風(fēng)情況，發(fā)現(xiàn)這4個站點(diǎn)的大風(fēng)頻次各不相同。利用PP圖(Pr

4、obability Plot)、QQ圖(Quantile-Quantile Plot)重現(xiàn)期水平函數(shù)圖和密度函數(shù)圖診斷和檢驗基于廣義Pareto分布的閾值模型的合理性，發(fā)現(xiàn)利用閾值模型能準(zhǔn)確地擬合所調(diào)研島嶼最大風(fēng)速特性;然后利用剩余函數(shù)圖選取了閾值u，再根據(jù)廣義Pareto分布模型、利用極大似然估計法計算各站點(diǎn)五十年一遇最大風(fēng)速。數(shù)值仿真結(jié)果表明永興島、珊瑚島五十年一遇極大風(fēng)值速分別為42.25m/s和的42.04m/s，適合選用Ⅱ型風(fēng)