風(fēng)電集群效應(yīng)分析方法

由于風(fēng)電場(chǎng)覆蓋地域較大，處于不同區(qū)域的風(fēng)機(jī)所接受的風(fēng)能會(huì)存在空間上的差異，可能導(dǎo)致其風(fēng)速一功率曲線存在明顯的差異。受各種因素的影響，單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組與單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)乃至整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)群的輸出功率波動(dòng)特性存在較大差異。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)群而言，基本不會(huì)出現(xiàn)由于無風(fēng)而使電網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組同時(shí)停運(yùn)的情況，也不會(huì)出現(xiàn)同一電網(wǎng)所有風(fēng)電場(chǎng)同時(shí)滿發(fā)的情況；而風(fēng)電功率的波動(dòng)隨空間分布尺度的增大也趨于緩和。

風(fēng)電出力長(zhǎng)期波動(dòng)的相關(guān)性

風(fēng)電的長(zhǎng)期波動(dòng)特性取決于季節(jié)性氣候類型以及年度間風(fēng)的變化，這些因素影響的范圍一般非常大，同一氣候環(huán)境下的風(fēng)能波動(dòng)具有明顯相似的趨勢(shì)。在風(fēng)資源豐富地區(qū)，地理位置比較靠近的風(fēng)電場(chǎng)基本處于同一風(fēng)帶，其出力具有較強(qiáng)的相關(guān)性；隨著距離的增加，風(fēng)場(chǎng)間出力的相關(guān)性不斷下降 。此外，同樣距離的風(fēng)電場(chǎng)，不同的高度，其出力的相關(guān)性也不同。一般而言，高度越高，受地面因素影響越小，其相關(guān)性越大 。因此，風(fēng)電出力長(zhǎng)期波動(dòng)相關(guān)性受風(fēng)電場(chǎng)所在地氣候條件、地理?xiàng)l件、風(fēng)電場(chǎng)距離、風(fēng)機(jī)高度等因素的影響。研究風(fēng)電出力長(zhǎng)期波動(dòng)的相關(guān)性，可采用月度平均/最大出力曲線、日平均/最大出力曲線等開展分析。

風(fēng)電出力短期波動(dòng)的互補(bǔ)性

處于不同位置的風(fēng)電場(chǎng)，其風(fēng)峰和風(fēng)谷到達(dá)時(shí)問不同，最大出力變化率出現(xiàn)時(shí)刻也不相同，因而可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，降低風(fēng)電場(chǎng)的出力變化率。由于一個(gè)集群內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)之間距離有限，因此這種互補(bǔ)性主要體現(xiàn)在小時(shí)級(jí)以下的時(shí)間尺度范圍內(nèi)。大規(guī)模風(fēng)電的功率波動(dòng)主要由長(zhǎng)期趨勢(shì)性和短期波動(dòng)性決定的。處于同一氣候區(qū)域內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)之間，長(zhǎng)時(shí)間尺度下，功率波動(dòng)具有明顯的相關(guān)性；短時(shí)間尺度下則具有很大的互補(bǔ)效應(yīng)，這兩方面共同組成了風(fēng)電的集群效應(yīng)。隨著并網(wǎng)風(fēng)電范圍和匯聚容量的增加，風(fēng)電的集群效應(yīng)將越加明顯，本文以最大出力比、最大波動(dòng)比、峰值同時(shí)率、峰谷差等作為研究風(fēng)電集群效應(yīng)的量化指標(biāo) 。

相關(guān)系數(shù)

相關(guān)系數(shù)又稱積差相關(guān)系數(shù)，用來說明兩變量問相關(guān)的密切程度與相關(guān)方向，以符號(hào)r表示(正值表示正相關(guān)，負(fù)值表示負(fù)相關(guān)；絕對(duì)值越大說明相關(guān)關(guān)系越密切，絕對(duì)值等于1為完全相關(guān)，等于0為零相關(guān))。

最大出力比

最大出力比是指一段時(shí)間內(nèi)，風(fēng)電場(chǎng)集群總有功出力的最大值P_∑max與區(qū)域內(nèi)風(fēng)電集群額定容量∑P_k。的比值。該指標(biāo)用于描述風(fēng)電集群在并網(wǎng)過程中相互之間削峰填谷、平抑波動(dòng)的能力。一般來說，風(fēng)電場(chǎng)位置距離越遠(yuǎn)，氣候地理?xiàng)l件差異越大，風(fēng)電集群平抑波動(dòng)的效果越明顯，V_ps的值越小。

根據(jù)不同的氣候或季節(jié)，同一風(fēng)電場(chǎng)群最大功率波動(dòng)比的數(shù)值也可能不同 。

風(fēng)電出力波動(dòng)比

風(fēng)電出力波動(dòng)比是指一段時(shí)間內(nèi)，風(fēng)電集群的總功率波動(dòng)量△P_max與總額定容量∑P_k的比值，可表示如下：

波動(dòng)峰值同時(shí)率是指一段時(shí)間內(nèi)，風(fēng)電集群總有功出力的最大值△P_max與區(qū)域內(nèi)各子風(fēng)電場(chǎng)各自最大出力之和∑P_imax的比值。

風(fēng)電集群效應(yīng)風(fēng)機(jī)尾流效應(yīng)

在風(fēng)電場(chǎng)中， 迎著正行風(fēng)向， 前面的風(fēng)機(jī)要遮擋后面的風(fēng)機(jī)， 因此， 坐落在下風(fēng)向的風(fēng)機(jī)風(fēng)速就低于坐落在上風(fēng)向的風(fēng)機(jī)風(fēng)速， 風(fēng)機(jī)相距越近， 前面風(fēng)機(jī)對(duì)后面風(fēng)機(jī)風(fēng)速的影響就越大， 這種現(xiàn)象稱為尾流效應(yīng) 。 尾流效應(yīng)主要受風(fēng)向和機(jī)組間距離、 風(fēng)電場(chǎng)所處地形地貌、 風(fēng)的湍流強(qiáng)度以及風(fēng)電機(jī)組的功率特性和推力特性等因素的影響。如圖1所示。

風(fēng)電集群效應(yīng)風(fēng)的延遲效應(yīng)

風(fēng)電場(chǎng)中的風(fēng)電機(jī)組大多相距一定的距離， 風(fēng)從一排風(fēng)機(jī)吹到另一排風(fēng)機(jī)需要一定的延遲時(shí)間，在相鄰 2 排風(fēng)機(jī)之間風(fēng)的延遲時(shí)間t_X 可以表示為：

式中： X 為沿著風(fēng)速方向相鄰兩排風(fēng)機(jī)之間的距離； V 為平均風(fēng)速 。

風(fēng)電集群效應(yīng)示意圖

風(fēng)電集群效應(yīng)，即風(fēng)電場(chǎng)的集群效應(yīng)，主要是指風(fēng)機(jī)的尾流效應(yīng)、風(fēng)的延遲效應(yīng)以及風(fēng)電場(chǎng)所處地形地貌的影響。由于風(fēng)機(jī)地理位置的不同，坐落于上風(fēng)向風(fēng)機(jī)的風(fēng)速會(huì)高于坐落于下風(fēng)向風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，距離越近，影響越大，該現(xiàn)象即為尾流響應(yīng)。風(fēng)的延遲效應(yīng)是指風(fēng)從上風(fēng)向風(fēng)機(jī)吹向下風(fēng)向風(fēng)機(jī)是需要時(shí)間的，即有延遲的。風(fēng)電場(chǎng)集群效應(yīng)可以減小風(fēng)電場(chǎng)輸出電能質(zhì)量受風(fēng)速湍流峰值的影響 。

如右圖《風(fēng)電場(chǎng)集群效應(yīng)示意圖》所示，在風(fēng)電場(chǎng)集群效應(yīng)的影響下，受風(fēng)速湍流峰值影響而產(chǎn)生的輸出功率波動(dòng)明顯減小了。風(fēng)電場(chǎng)的集群效應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)主要是有正面的影響，且由風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)和多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的地理分布范圍兩個(gè)因素決定。

風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)風(fēng)能大規(guī)模利用的有效方式。 與常規(guī)能源不同， 風(fēng)能是一種間歇性能源， 風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率隨風(fēng)速的變化而波動(dòng)。 隨著風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量和裝機(jī)容量的不斷增大， 這種功率波動(dòng)將給電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來諸多不利影響。

風(fēng)電場(chǎng)通常由幾十臺(tái)甚至成百上千臺(tái)風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成， 這些風(fēng)電機(jī)組型號(hào)不同、 所處位置不同，運(yùn)行特性也不盡相同， 加之風(fēng)機(jī)之間的相互影響以及風(fēng)機(jī)的集群分布， 使得風(fēng)電場(chǎng)整體的功率輸出特性不同于單個(gè)風(fēng)電機(jī)組的功率輸出特性 ， 風(fēng)機(jī)的集群效應(yīng)主要包括風(fēng)電場(chǎng)所處地形地貌、風(fēng)機(jī)的尾流效應(yīng)以及風(fēng)的延遲效應(yīng)等。

產(chǎn)業(yè)集群是以企業(yè)集群為基礎(chǔ)的地方產(chǎn)業(yè)集聚現(xiàn)象，它的形成需要一定的初始條件和比較優(yōu)勢(shì)，即必須具備支撐產(chǎn)業(yè)集群的資源稟賦，同時(shí)也需要一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。影響物流產(chǎn)業(yè)集群形成的主要因素包括自然地理?xiàng)l件、物流人才、區(qū)域產(chǎn)業(yè)環(huán)境和市場(chǎng)需求。

物流產(chǎn)業(yè)集群自然地理?xiàng)l件

地理?xiàng)l件是特定地域的一種資源稟賦,它是決定地方生產(chǎn)方式與發(fā)展路徑進(jìn)而決定產(chǎn)業(yè)集群形成的重要基礎(chǔ)。物流產(chǎn)業(yè)集群有著特定的地理空間，物流園區(qū)多以交通樞紐為中心分布，且在業(yè)務(wù)上依托交通樞紐設(shè)施,離開交通樞紐設(shè)施它就失去了存在的意義。地理優(yōu)勢(shì)本身就是物流產(chǎn)業(yè)集群形成的最重要的資源，交通運(yùn)輸樞紐設(shè)施是各種運(yùn)輸?shù)慕粎R點(diǎn)，是貨物集散的重要場(chǎng)所，是物流活動(dòng)的主要平臺(tái)。

物流產(chǎn)業(yè)集群物流人才

物流人才主要是指與集群產(chǎn)業(yè)相關(guān)的企業(yè)家和專業(yè)勞動(dòng)力群體,它是物流產(chǎn)業(yè)集群形成的核心動(dòng)力。

物流園區(qū)是企業(yè)家和物流專業(yè)勞動(dòng)力創(chuàng)業(yè)和工作的重要平臺(tái)，物流園區(qū)的地理位置使其更靠近資源和市場(chǎng),可以取得更大程度的比較利益、規(guī)模經(jīng)濟(jì)和聚集效益。物流園區(qū)正逐漸成為區(qū)域性的人才中心,吸引了大量的潛在企業(yè)家和物流專業(yè)人才資源,成為物流產(chǎn)業(yè)集群形成的重要基礎(chǔ)。

物流產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域產(chǎn)業(yè)環(huán)境

物流產(chǎn)業(yè)集群的形成需要良好的區(qū)域產(chǎn)業(yè)環(huán)境，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施及配套基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。

物流設(shè)施的共用性為集群內(nèi)企業(yè)的發(fā)展提供了良好的外部條件。從物流產(chǎn)業(yè)的性質(zhì)和特征看，其關(guān)聯(lián)的行業(yè)包括水、鐵、空等運(yùn)輸行業(yè)，也包括儲(chǔ)備、郵政、電信、海關(guān)、商檢等公共行業(yè)，這些行業(yè)的基礎(chǔ)是公共性質(zhì)，物流產(chǎn)業(yè)集群可以充分利用這些公共設(shè)施。

物流產(chǎn)業(yè)集群的形成要求作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的鐵路、公路、水運(yùn)、空運(yùn)、貨運(yùn)代理等相關(guān)行業(yè)，在運(yùn)能規(guī)模、技術(shù)含量、貨運(yùn)代理量、管理水平等方面都需要發(fā)展到一定水平。

物流產(chǎn)業(yè)集群市場(chǎng)需求

物流產(chǎn)業(yè)集群以第三方物流企業(yè)為核心，其形成和發(fā)展離不開市場(chǎng)上對(duì)第三方專業(yè)物流的大量需求?，F(xiàn)代物流業(yè)是一個(gè)服務(wù)性產(chǎn)業(yè)，物流園區(qū)的形成和建設(shè)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和物流市場(chǎng)的需求緊密相關(guān)，有足夠的物流市場(chǎng)的需求為基礎(chǔ)，物流產(chǎn)業(yè)集群才有形成和發(fā)展的可能性。

伴隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，各企業(yè)為增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，業(yè)務(wù)上日漸核心化。專業(yè)化分工使得物流業(yè)務(wù)從大量的企業(yè)中分離出來，結(jié)果導(dǎo)致了第三方物流需求的增長(zhǎng)，客觀上也促進(jìn)了物流產(chǎn)業(yè)集群的形成。

來源

我國(guó)最早引進(jìn)集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的城市是上海。集群移動(dòng)通信很適合于各個(gè)專業(yè)部門，如部隊(duì)、公安、消防、交通、防汛、電力、鐵道、金融等部門作分組調(diào)度使用。后來，北京、天津、廣東、沈陽等地相繼開發(fā)了集群移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。隨著地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一些省會(huì)、直轄市和有條件的城市也都逐步建立起80OMHz無線集群移動(dòng)通信系統(tǒng)，并逐步放開800MHz集群移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，一些地方和非郵電部門已紛紛開發(fā)此項(xiàng)業(yè)務(wù)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)450MHz與800MHz頻段的集群移動(dòng)通信投入使用的有198個(gè)系統(tǒng)，絕大部分均為非郵電單位擁有?！熬盼濉逼陂g，各部門計(jì)劃建立的集群網(wǎng)，僅所需手持臺(tái)，即將達(dá)到20萬臺(tái)。例如：河南省防汛部門等三家投資5-6億元，在全省建立無線尋呼網(wǎng)和集群通信網(wǎng)。我國(guó)的幾個(gè)大油田和大型企業(yè)及農(nóng)墾部門也打算擴(kuò)建、興建其集群通信網(wǎng)?？梢姡阂苿?dòng)通信在我國(guó)的發(fā)展前景十分廣闊。目前，我國(guó)集群通信系統(tǒng)多為國(guó)外原機(jī)引進(jìn)，品牌型號(hào)不少，占據(jù)前列的有美國(guó)摩托羅拉、優(yōu)利電(UNIDEN)和芬蘭諾基亞等公司的產(chǎn)品，還有香港泰和以及歐洲和日本等地產(chǎn)品。

我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的集群移動(dòng)通信系統(tǒng)近年也有投入運(yùn)行的。有關(guān)方面認(rèn)為，當(dāng)前急需優(yōu)選型號(hào)，統(tǒng)一機(jī)型，引進(jìn)樣機(jī)進(jìn)行消化分析，與國(guó)外公司合作開發(fā)軟件和移動(dòng)臺(tái)，先突破量大面廣的移動(dòng)臺(tái)和軟件技術(shù)，再逐步實(shí)現(xiàn)基地臺(tái)、交換控制系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化，提高發(fā)展起點(diǎn)，盡快形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。據(jù)悉，有關(guān)方面擬組建集團(tuán)公司以加速我國(guó)集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展。

對(duì)于物流產(chǎn)業(yè)集群概念的界定,雖然沒有比較統(tǒng)一的說法,但大多的學(xué)者都認(rèn)為,物流產(chǎn)業(yè)集群是一個(gè)由物流企業(yè)為主,集聚在同一個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)為其它行業(yè)提供物流服務(wù)的相關(guān)企業(yè)、機(jī)構(gòu)群體的集合。

物流產(chǎn)業(yè)集群的一般性特征主要體現(xiàn)在:物流企業(yè)具有明顯的空間聚集性;各個(gè)物流企業(yè)之間具有分工專業(yè)化的特征;物流產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)具有共同的社會(huì)文化背景及價(jià)值觀念,具有區(qū)域的“根植性”;物流產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)創(chuàng)新活動(dòng)呈現(xiàn)出明顯的網(wǎng)絡(luò)化特征。

物流產(chǎn)業(yè)集群作為服務(wù)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群,具有一些不同于其它產(chǎn)業(yè)集群的獨(dú)特經(jīng)濟(jì)特征,主要體現(xiàn)在:物流需求是一種派生需求,基于這種派生需求的特性,物流產(chǎn)業(yè)集群的形成依賴于區(qū)域經(jīng)濟(jì)和區(qū)域其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;物流活動(dòng)在很大程度上依賴于區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),因此物流產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展受區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的限制;現(xiàn)代物流屬于第三產(chǎn)業(yè),有物流需求的集聚才會(huì)有物流產(chǎn)業(yè)集群的形成;物流產(chǎn)品差別化特性,使得物流產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)的物流企業(yè)之間存在著競(jìng)合關(guān)系的特征。