论文部分内容阅读
南海是中国“建设海洋强国”战略的关键海域,是推进“21世纪海上丝绸之路”的必经之路,对南海岛礁的合理开发建设是宣誓国家主权的重要方式。风能作为一种清洁的可再生能源受到世界广泛关注,风力发电因运行成本低、污染小、一次性投入少的优点成为能源发展的重要方向。因此,对南海岛礁进行风力发电评价具有重大意义,可为我国海疆权益和经济建设做出突出贡献。研究的主要内容包括:(1)基于33景Landsat 8 OLI影像,按照出露沙洲、干出礁坪、水下礁体、瀉湖的分类体系,采用SVM方法实现覆盖南海全域的岛礁遥感信息分类。并利用WorldView-2影像对北子岛、南威岛、簸箕礁、西月岛的分类精度进行验证。最后根据分类结果提取南海岛礁礁坪,估算岛礁面积、岛礁可建风机周长、岛礁可建风电机组数等属性信息。(2)在收集2010-2015年共计1826幅SSMIS数据的基础上,计算南海全域海面10m高度的平均风功率密度、季节风功率密度,进行南海海域风能资源时空分布分析。根据风能廓线指数推算海面70m高度的风功率密度,计算南海岛礁风电装机容量,对风能资源的丰富程度进行静态数值评价。(3)创新性的利用DEA模型,选取1个产出指标(风力发电能力)和4个投入指标(资源条件、建设规模、单位成本、环境影响),评价南海岛礁风力发电的相对有效性,结合静态评价结果——风电装机容量,进行动静态结合的南海岛礁风力发电综合评价。研究的主要结论如下:(1)基于Landsat 8 OLI影像,采用SVM方法可快速、大范围、精度较高的对南海岛礁进行遥感信息分类,实现南海岛礁空间地理信息和属性信息提取。(2)南海海域平均风功率密度116.565-573.947W/m2,风能资源丰富,可较好的应用于风力发电。风能资源在季节上呈“逐渐递增”的趋势,春夏季风功率密度较小,秋冬季风功率密度较大。(3)风力发电的静态评价中,风电装机容量最高的11个岛礁依次为东沙岛、华光礁、柏礁、浪花礁、永暑礁、黄岩岛、玉琢礁、大现礁、石屿-晋卿岛、北礁、东礁。(4)利用DEA模型可对南海岛礁风力发电的动态效率进行评价,东沙岛、华光礁、永暑礁、柏礁4个岛礁DEA相对有效,剩余110个岛礁DEA相对无效。(5)动静态结合的风力发电评价中,东沙岛、华光礁、柏礁、永暑礁、黄岩岛、大现礁、浪花礁、东礁的得分较高,是南海风力发电建设的首要选择。