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山区风电发电场道路的多元决策设计.pdf
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1、中国新技术新产品2024 NO.3(上)-105-工 程 技 术目前,广西壮族自治区的经济发展逐步驶入快车道,因此省域范围内的能源总量需求不断增加。但是,从天然能源的储备情况来看,广西壮族自治区是一个能源比较稀缺的地区,煤炭、石油、天然气的储量都比较低1。在这种情况下,要保证省域内的能源供给,就必须充分依托广西境内的自然条件和气候条件,对自然能到电能进行转换,从而保证广西地区的能源供给,在广西电源结构中增加风电等清洁能源的比重刻不容缓2。随着广西东兰县地方经济的高速发展,对电力的需求越来越大,根据电力电量平衡结果,考虑本文中风电场也参与电力电量平衡,20222025 年东兰县电网最大缺电力约
2、76MW91MW,缺电量约 235GWh311GWh。从东兰县实际能源条件来看,建设风力发电场充分利用风力输出电能,是缓解能源紧缺的最有效性途径。但东兰县地处山区,地形结构特征起伏多变且植被茂密丛杂,又没有已经建成的山区公路交通网络,给风力发电设备尤其是大型设备的运输造成了较为严重的困难3。在这种情况下,如何根据风力发电设备的运输进行道路设计,成为影响东兰县电能供给的核心问题。本文结合实际项目需求,综合考虑多种因素,在多元决策模型下进行山区风电发电场道路设计。1 山区风电发电场道路建设技术指标分析本项目拟布置 19 台单机容量 5000kW 的 SI-19350 风力发电机组(叶轮直径为 19
3、3m,轮毂高度为 110m),其中两台限发 3500kW,总装机容量 92MW 的东兰弄好岭风电场位于东兰县东部,距场址有国道 G78、汕昆高速公路,场址南部有乡道横穿。场址主要涉及花香乡、隘洞镇、长乐镇 3 个乡镇,主要考虑利用周边一带的山脊和山包区域,并充分考虑这些复杂地形区域的实际情况,才能为电场道路设计提供最可靠的依据。东兰县境内以丘陵地形为主,境内侵蚀低山、溶蚀谷、溶蚀洼地相间,构成了东北部侵蚀低山,中山地区,中南部溶蚀谷地区,西南峰丛洼地区。地貌按其基本形态和成因大致分为构造剥蚀中低山陡坡、岩溶化中低山、岩溶山沟谷型、峰丛谷地型岩溶地貌 5 种类型。风电场场址区地形地貌主要是低山地
4、貌,以构造作用为主,受长期强烈的剥蚀切割作用,总体呈现山脊、沟谷、山脊状相间分布。山体高耸雄厚,连绵起伏,高差较大。场址主要由一条近似呈南北走向的主山脊及支脉构成。沟谷发育,深切山体,沟尾延伸至山脊,沟谷走向以西东为主,与山脊走向大致垂直,少量沟谷常年有水。风电场各风机位均位于山顶,高程通常为 800m1115m,沟谷高程通常为 600m1000m,峰谷间相对高差为 200m400m,局部高差 400m。山坡自然坡度15 35,局部为 40 50。本项目风电发电场建设位置的高程图,如图 1 所示。本风电场为地势起伏较大的山地丘陵地区,施工道路路线布设受到风机位置和地形的限制,难以满足道路纵坡
5、15%的要求,条件允许时应尽量采用较高的平曲线指标。本项目根据地形地物、工程地质、水文地质以及桥涵构造物等要求进行纵断面设计。进场道路利用已有的村村通道路,部分道路宽 5m,难以满足风机大件运输要求,需要继续改扩建,进场道路改扩建 2km,场内改扩建路段长约 12km。连接各风机位点的道路为新建道路,道路采用路面宽 5m 两侧各 0.5m 路肩,泥结石路面,场内新建道路长度约 29km。路线主要技术指标标准见表 1。2 发电场道路设计的多元决策模型为合理设计风电发电场道路,需要综合考虑表 1 中的多个技术指标,每个指标都对应了要道路建设总目标下的一个具体的特征。多元决策的建模思想在风电发电场道
6、路设计的全部技术指标和特征都形成对应后,可以去除无效信息、保留有效信息,以此确定方案。按照多元决策建模的框架思路,需要构造技术指标集合,如公式(1)所示。E=e1,e2,e|E|(1)式中:E 为风电发电场道路设计方案的指标集合;e1为风电发电场道路设计方案的第一个指标;e2风电发电场道路设计方案的第二个指标;e|E|为风电发电场道路设计方案的第|E|个指标;|E|为风电发电场道路设计方案的全部指标。根据技术指标集合 E,可以进一步设定可能的方案集合,如公式(2)所示。P=p1,p2,p|P|(2)式中:P 为风电发电场道路设计的方案集合;p1为风电发电山区风电发电场道路的多元决策设计张其勇(
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