風(fēng)能資源作為一種新型的清潔能源,其可再生、無污染等特性克服了傳統(tǒng)化石能源在環(huán)境污染、不可再生等方面的不足,順應(yīng)了當今世界可持續(xù)發(fā)展的需求。然而,風(fēng)能資源受氣候大背景以及地形地貌等諸多因素的影響,其分布往往不均衡,且波動性非常大。為了更好地開采和利用全球風(fēng)能資源,服務(wù)于我國“一帶一路”戰(zhàn)略,掌握其時空分布特征以及開發(fā)潛力顯得尤為重要。論文綜合2000-2015年的氣象再分析資料ERA-Interim、MODIS遙感產(chǎn)品以及其他空間分析數(shù)據(jù)對全球范圍內(nèi)的風(fēng)能資源時空分布特征進行了分析,并分別利用層析分析法和主成分分析法對其開發(fā)潛力進行了初步的評價。主要工作及成果可以概括為:(1)利用2000-2015年全球可獲取的氣象站數(shù)據(jù)對再分析資料ERA-Interim的可信度進行了系統(tǒng)的驗證和分析。實驗發(fā)現(xiàn),ERA-Interim所提供的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度和氣壓數(shù)據(jù)可以滿足本研究的需求。(2)論文對全球風(fēng)能資源的時空分布特征以及影響其開發(fā)潛力的環(huán)境影響因素進行了詳細分析�？臻g分布特征主要分析了平均風(fēng)速、風(fēng)功率密度、有效風(fēng)頻率和主風(fēng)向頻率。時間分布特征方面主要是利用風(fēng)功率密度年際間的變化趨勢和年內(nèi)的變異系數(shù)進行的刻畫。環(huán)境影響因素方面分析了坡度、土地適宜度、植被高度和交通距離。(3)構(gòu)建了以風(fēng)能資源豐富度、可利用價值、穩(wěn)定度、變化趨勢以及自然經(jīng)濟影響因素為框架的風(fēng)能資源開發(fā)潛力評價指標體系。(4)分別以層次分析法和主成分分析法對全球范圍的風(fēng)能資源開發(fā)潛力進行了綜合評價,并利用全球已建風(fēng)電場的場址數(shù)據(jù)對其進行了驗證。其中,基于層次分析法的評價結(jié)果驗證時有72.22%的驗證點落入了較高潛力區(qū)和高潛力區(qū),僅有15%的驗證點落入了較低潛力區(qū)和低潛力區(qū),說明了結(jié)果的可靠性。另外,基于主成分分析法的評價結(jié)果取得了一致的結(jié)論。(5)基于GIS開發(fā)平臺、ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫引擎,以C#與Matlab語言開發(fā)了一套風(fēng)能資源評價與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合了指標提取、綜合評價、空間輔助與數(shù)據(jù)庫管理模塊,為相關(guān)電力部門在風(fēng)能資源的中長期規(guī)劃發(fā)展中提供一定的幫助。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK81
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于實測數(shù)據(jù)的研究方法
        1.2.2 基于數(shù)據(jù)模擬的研究方法
        1.2.3 基于SAR反演的研究方法
        1.2.4 基于再分析數(shù)據(jù)的研究方法
        1.2.5 存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
        1.3.1 論文的研究內(nèi)容
        1.3.2 論文的組織結(jié)構(gòu)
    1.4 本章小結(jié)
第二章 風(fēng)能資源基礎(chǔ)理論與開發(fā)潛力評價技術(shù)框架
    2.1 風(fēng)資源基本概念
        2.1.1 風(fēng)的基本概念
        2.1.2 威布爾參數(shù)
        2.1.3 有效風(fēng)頻率
        2.1.4 風(fēng)功率密度
    2.2 風(fēng)能資源開發(fā)潛力評價體系
        2.2.1 全球風(fēng)能資源豐富度
        2.2.2 全球風(fēng)能資源可利用價值
        2.2.3 全球風(fēng)能資源穩(wěn)定度
        2.2.4 全球風(fēng)能資源變化趨勢
        2.2.5 輔助因素
    2.3 本章小結(jié)
第三章 數(shù)據(jù)預(yù)處理及再分析資料可信度驗證
    3.1 數(shù)據(jù)簡介與預(yù)處理
        3.1.1 ERA-Interim簡介與預(yù)處理
        3.1.2 氣象站點資料簡介與預(yù)處理
        3.1.3 遙感數(shù)據(jù)簡介
    3.2 再分析資料可信度驗證
        3.2.1 風(fēng)速可信度驗證
        3.2.2 風(fēng)向可信度驗證
        3.2.3 溫度可信度驗證
        3.2.4 近地表氣壓推算與可信度驗證
            3.2.4.1 近地表氣壓推算原理及敏感性分析
            3.2.4.2 近地表氣壓可信度驗證
    3.3 本章小結(jié)
第四章 全球風(fēng)能資源時空分布特征及環(huán)境影響因素分析
    4.1 全球風(fēng)資源空間分布特征分析
        4.1.1 平均風(fēng)速分布特征
        4.1.2 風(fēng)速外推
        4.1.3 風(fēng)功率密度分布特征
        4.1.4 有效風(fēng)頻率分布特征
        4.1.5 主風(fēng)向頻率分布特征
    4.2 全球風(fēng)資源時間分布特征分析
        4.2.1 風(fēng)資源變化趨勢
        4.2.2 風(fēng)資源變異系數(shù)
    4.3 環(huán)境影響因素分析
        4.3.1 坡度
        4.3.2 土地適宜度
        4.3.3 植被高度
        4.3.4 交通距離
    4.4 本章小結(jié)
第五章 全球風(fēng)能資源開發(fā)潛力評價
    5.1 綜合分析模型
    5.2 指標標準化
    5.3 基于層次分析法的開發(fā)潛力評價
        5.3.1 確定指標權(quán)重
        5.3.2 綜合評價及驗證
    5.4 基于主成分分析法的開發(fā)潛力評價對比分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 風(fēng)能資源評價與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
    6.1 系統(tǒng)概述
        6.1.1 系統(tǒng)需求分析
        6.1.2 系統(tǒng)開發(fā)工具與運行環(huán)境
    6.2 系統(tǒng)設(shè)計
        6.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
        6.2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
        6.2.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計
    6.3 系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)
        6.3.1 系統(tǒng)登錄及主界面
        6.3.2 指標提取工具
        6.3.3 綜合評價模塊
        6.3.4 空間輔助模塊
        6.3.5 數(shù)據(jù)管理模塊
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果

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