李晟

（中國(guó)大唐集團(tuán)公司，北京 100033）

文獻(xiàn)[1]中顯示，2011年我國(guó)（不包括臺(tái)灣地區(qū)）新增安裝風(fēng)電機(jī)組11409臺(tái)，裝機(jī)容量達(dá)到17630.9 MW，累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組45894臺(tái)，裝機(jī)容量達(dá)到62364.2MW，實(shí)現(xiàn)了年增長(zhǎng)39.4%。

在風(fēng)電的高速發(fā)展中，風(fēng)電投資者在風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和風(fēng)機(jī)選型中面臨了一系列問(wèn)題，特別是對(duì)大型發(fā)電集團(tuán)也面臨著裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大而如何確保風(fēng)機(jī)產(chǎn)能增加、投資量減少等難題[2-3]。

1）大量風(fēng)機(jī)制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)了我國(guó)風(fēng)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展，但是由于各個(gè)企業(yè)的制造基礎(chǔ)、技術(shù)來(lái)源、技術(shù)力量參差不齊，造成市場(chǎng)上的風(fēng)機(jī)質(zhì)量也良莠不齊，對(duì)風(fēng)機(jī)制造企業(yè)的實(shí)力及其產(chǎn)品、供應(yīng)鏈進(jìn)行深入了解，對(duì)于關(guān)注風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的投資者是非常必要的。但是，目前國(guó)內(nèi)缺乏一個(gè)這樣的綜合平臺(tái)，尤其是大型發(fā)電集團(tuán)，缺乏掌握對(duì)風(fēng)機(jī)制造廠商的全方位信息。

3）大量企業(yè)進(jìn)入風(fēng)機(jī)制造行業(yè)，一定程度上改變了風(fēng)機(jī)的供求關(guān)系，帶來(lái)了風(fēng)機(jī)造價(jià)的下降。特別對(duì)于大型發(fā)電集團(tuán)，獲得及時(shí)的風(fēng)機(jī)價(jià)格走勢(shì)信息，并適時(shí)進(jìn)行規(guī)?；L(fēng)機(jī)采購(gòu)，對(duì)于降低風(fēng)電投資非常關(guān)鍵[4-6]。

1 基于多指標(biāo)融合評(píng)價(jià)方法的風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化選型

基于多指標(biāo)融合評(píng)價(jià)體系的風(fēng)電機(jī)組選型方法充分利用多個(gè)指標(biāo)體系，把多個(gè)指標(biāo)體系合理的支配和使用，把多個(gè)指標(biāo)在空間或時(shí)間的冗余或互補(bǔ)信息根據(jù)某種準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行組合，以此獲得被評(píng)價(jià)對(duì)象的一致性解釋和描述，此評(píng)價(jià)方法獲得了比它各種組成部分所構(gòu)成的系統(tǒng)更優(yōu)越的性能。其風(fēng)電機(jī)組多指融合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見(jiàn)圖1。

圖1 多指標(biāo)融合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Multi-index fusing evaluation system

多指標(biāo)融合評(píng)價(jià)方法采用非線性加權(quán)綜合法和線性加權(quán)綜合法來(lái)建立基于運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析的綜合評(píng)價(jià)方法。通過(guò)綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行評(píng)價(jià)，其最終目的是以客觀、量化的結(jié)果來(lái)對(duì)風(fēng)電機(jī)組制造廠家的選擇提供直接依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的優(yōu)化選型。

對(duì)于非線性加權(quán)綜合法采用非線性模型

式中，Y是非線性評(píng)價(jià)指標(biāo)；wi是與評(píng)價(jià)指標(biāo)IDi所對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù) ；m為評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量。對(duì)于線性加權(quán)綜合法采用線性模型

式中，Y是線性評(píng)價(jià)指標(biāo)；wi是與評(píng)價(jià)指標(biāo)IDi所對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)；m為評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量。

為了保證對(duì)基于運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析的風(fēng)電機(jī)組選型評(píng)價(jià)方法的功能性和實(shí)效性，因此采用多指標(biāo)融合綜合評(píng)價(jià)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

式中，α、β為已知的比例系數(shù)，α≥0，β≥0，α+β=1；Y為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。

調(diào)查結(jié)果顯示，大部分學(xué)生程度差，課上聽不懂老師講課，學(xué)習(xí)不重視，學(xué)習(xí)很困難。因?yàn)閷W(xué)得困難，導(dǎo)致了這部分多數(shù)厭學(xué)，最后發(fā)展成學(xué)困生。學(xué)困生占比例很大，教師很難照顧到每一位學(xué)生，學(xué)習(xí)成績(jī)差主要是學(xué)習(xí)興趣差，學(xué)習(xí)態(tài)度不端正等非智力因素所致。

在非線性加權(quán)綜合法和線性加權(quán)綜合法中其評(píng)價(jià)指標(biāo)IDi均相同，因此與之對(duì)應(yīng)的wi在非線性模型和線性模型的取值也應(yīng)相同。采用專家評(píng)審法確定上述評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的相對(duì)重要程度[7-8]。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)在風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化選型輔助決策軟件系統(tǒng)的應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快且應(yīng)用最廣的技術(shù)領(lǐng)域之一。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的不斷發(fā)展為大容量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理提供了有力工具，目前作為信息系統(tǒng)核心和基礎(chǔ)的通用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)已在企業(yè)管理中得到了廣泛應(yīng)用。將數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化選型輔助決策系統(tǒng)中，將會(huì)使系統(tǒng)的性能和靈活性大大提高，充分考慮多種客觀因素并進(jìn)行多指標(biāo)和多層次優(yōu)化，以提高風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行安全性為核心實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的優(yōu)化選型。隨著Internet技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)C/S結(jié)構(gòu)進(jìn)行了變化和完善，形成了一種新的架構(gòu)模式——B/S結(jié)構(gòu)，也就是瀏覽器/服務(wù)器模式，它的本質(zhì)是3層結(jié)構(gòu)的C/S模式，其結(jié)構(gòu)體系如圖2所示。

圖2 3層結(jié)構(gòu)體系圖Fig.2 Three-layer structure diagram

B/S結(jié)構(gòu)的用戶工作界面是通過(guò)IE瀏覽器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，少部分事務(wù)邏輯在前端實(shí)現(xiàn)，形成3層的體系結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的不斷向前發(fā)展，B/S結(jié)構(gòu)這種全新的3層軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)逐漸成為系統(tǒng)開發(fā)的首選。

3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

為了促進(jìn)系統(tǒng)的實(shí)踐和應(yīng)用，開發(fā)了“基于多指標(biāo)融合評(píng)價(jià)方法的風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化選型輔助決策系統(tǒng)”。軟件系統(tǒng)的成功開發(fā)，為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組選型輔助決策系統(tǒng)的科學(xué)應(yīng)用奠定了良好的工作平臺(tái)。

根據(jù)風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化選型輔助決策系統(tǒng)的構(gòu)建思路，主要由5個(gè)功能模塊組成，分別是制造廠商數(shù)據(jù)庫(kù)、風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)庫(kù)、國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)（主機(jī)）數(shù)據(jù)庫(kù)、風(fēng)電主機(jī)造價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)以及同類風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組選型查詢模塊。其風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化選型輔助決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化選型輔助決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Assistant decision system design for optimum type selection of wind turbines system structure

同時(shí)，系統(tǒng)開設(shè)了風(fēng)電投資者、風(fēng)機(jī)制造企業(yè)專用賬號(hào)和相應(yīng)功能：

1）風(fēng)電投資者。可以瀏覽、查詢制造廠商數(shù)據(jù)庫(kù)、風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)庫(kù)、國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)（主機(jī)）數(shù)據(jù)庫(kù)、風(fēng)電主機(jī)造價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)自身需求選擇風(fēng)機(jī)造價(jià)走勢(shì)分析、風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)比、企業(yè)產(chǎn)能對(duì)比、同類風(fēng)場(chǎng)選型情況查詢等功能。

2）風(fēng)機(jī)制造企業(yè)。具備錄入、更新、瀏覽本企業(yè)的企業(yè)信息、風(fēng)機(jī)產(chǎn)品資料以及已投產(chǎn)風(fēng)場(chǎng)（風(fēng)機(jī)）主要運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.1 制造廠商數(shù)據(jù)庫(kù)

截至2010年底，國(guó)內(nèi)共有83家風(fēng)機(jī)制造企業(yè)，其中國(guó)有企業(yè)37家，民營(yíng)企業(yè)27家，合資企業(yè)9家，外資企業(yè)10家。制造廠商數(shù)據(jù)庫(kù)重點(diǎn)包含了企業(yè)基本情況、主要機(jī)型、技術(shù)特點(diǎn)、生產(chǎn)能力、區(qū)域規(guī)劃及地方合作計(jì)劃等信息，其工作界面如圖4所示。

圖4 制造廠商數(shù)據(jù)庫(kù)工作界面Fig.4 Manufacturers′work database interface

3.2 風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)庫(kù)

風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目是一個(gè)綜合性技術(shù)很強(qiáng)的項(xiàng)目，它涉及：電機(jī)學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制、材料力學(xué)、微電腦應(yīng)用、機(jī)械系統(tǒng)工程、電力系統(tǒng)工程等諸多技術(shù)。以目前使用最為廣泛的雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為例，一套風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)主要由葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、偏航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、塔架、輪轂、變槳系統(tǒng)、主軸等幾部分組成。通過(guò)風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)庫(kù)可以查詢到國(guó)內(nèi)外主流風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)品型號(hào)、技術(shù)參數(shù)、適用范圍、主要材料、塔架參數(shù)、功率曲線、推力曲線、風(fēng)機(jī)安裝要求、低電壓穿越能力、功率調(diào)節(jié)控制功能等數(shù)據(jù)。其風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)庫(kù)工作界面如圖5所示。

圖5 風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)庫(kù)工作界面Fig.5 Database interface of wind turbines

3.3 國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)（主機(jī)）數(shù)據(jù)庫(kù)

截至2010年底，全國(guó)風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量已達(dá)4473.3萬(wàn)kW，上升至世界第一位。國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)（主機(jī)）數(shù)據(jù)庫(kù)記錄了國(guó)內(nèi)近500個(gè)已投產(chǎn)或正在建設(shè)項(xiàng)目的地形條件、風(fēng)資源狀況、海拔高度、使用機(jī)組型號(hào)及參數(shù)、年發(fā)電量（已投產(chǎn)項(xiàng)目）等數(shù)據(jù)，其工作界面如圖6所示。

圖6 國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)工作界面Fig.6 Construction database interface of domestic wind farms

3.4 風(fēng)電主機(jī)造價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)

風(fēng)機(jī)主機(jī)造價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)2005年以來(lái)主要發(fā)電集團(tuán)、國(guó)家特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)的風(fēng)電機(jī)組造價(jià)數(shù)據(jù)，分析國(guó)內(nèi)外主流廠商風(fēng)機(jī)千瓦造價(jià)變化趨勢(shì)、中標(biāo)比例等，為新建風(fēng)電場(chǎng)主機(jī)采購(gòu)提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息，其數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。

圖7 風(fēng)機(jī)主機(jī)造價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖Fig.7 Host cost database of wind turbines

3.5 同類風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組選型查詢模塊

系統(tǒng)以地形條件、風(fēng)資源狀況、海拔高度為三要素，對(duì)風(fēng)場(chǎng)類型進(jìn)行劃分。新建風(fēng)場(chǎng)對(duì)比國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)（主機(jī)）數(shù)據(jù)庫(kù)，可獲得同類風(fēng)場(chǎng)機(jī)組選型、運(yùn)行情況，從而為新建風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)選型提供參考，具體原理如圖8所示。

圖8 同類風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組選型查詢Fig.8 Selection inquires of similar wind farms

實(shí)際操作中，用戶通過(guò)選擇新建風(fēng)場(chǎng)的地形條件（山地、丘陵、平原、海邊、海上、高原、潮間帶七大類），風(fēng)資源狀況（一類、二類、三類、四類），海拔高度（0～500 m、500～1000 m、1000～1500 m、1500～2000 m、2000～2500 m、2500-3000 m、3000 m以上7檔），確定風(fēng)電場(chǎng)類型后，系統(tǒng)后臺(tái)通過(guò)模糊匹配查詢，在國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)（主機(jī)）建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇出與新建風(fēng)場(chǎng)類型相近的已建風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)選型情況。風(fēng)電投資者可根據(jù)查詢結(jié)果開展調(diào)研工作，為新建風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)選型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。圖9為同類風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組選型模塊工作界面。

圖9 同類風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組選型模塊工作界面Fig.9 Selection module interface for the similar wind farm

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)基于多指標(biāo)融合評(píng)價(jià)方法的風(fēng)電機(jī)組選型輔助決策系統(tǒng)的運(yùn)行，將影響風(fēng)電資源的因素有效地整合到一個(gè)綜合平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)制造廠商全方位信息的了解，從而充分掌握國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)市場(chǎng)變化趨勢(shì)，為實(shí)施規(guī)模化采購(gòu)提供便利條件。

同時(shí)為風(fēng)機(jī)制造企業(yè)提供了一個(gè)展示與交流的平臺(tái)，促進(jìn)國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)市場(chǎng)的良性發(fā)展，并且創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，贏得了業(yè)內(nèi)良好的口碑。自2010年3月，風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化選型輔助決策系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，為新建風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組選型起到了積極作用，并累計(jì)節(jié)約投資近3億元，促進(jìn)了風(fēng)電健康有序發(fā)展。

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