一种用于风电场改造环境效益的评价方法及相关装置与流程

本发明属于风力发电，涉及一种用于风电场改造环境效益的评价方法及相关装置。

背景技术：

1、风电场改造升级主要针对即将达到或已经超过设计运营期的风电场，通过部分或全场更换机组、改造配套设施等方式实现容量提升与发电效率优化。当前，国内外对于风电场改造升级的评价多集中于经济性指标，如内部收益率、投资回收期、度电成本等，对其带来的环境负荷与生态影响关注较少。实际上，改造过程涉及原机组的拆除与废弃处置、新机组的制造与运输、电网及基础设施改造、长期运行维护等多个环节，每个环节均会消耗大量材料与能源，并向环境排放温室气体、有毒物质及固体废弃物。同时，改造后增加的发电量可替代传统化石能源电力，从而带来显著的环境正效益。

2、然而，现有技术中缺乏一套系统、可量化的方法，能够将上述环境代价与环境收益纳入统一框架进行综合评价，导致决策者难以直观判断风电场改造是否具有环境可行性。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于风电场改造环境效益的评价方法及相关装置，通过量化改造全过程的环境代价与增发电量替代传统电力的环境收益，以净环境收益的正负为判据，为风电场改造方案的环境可行性提供了直观、可复现的量化决策依据。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供了一种用于风电场改造环境效益的评价方法，包括以下步骤：

4、确定评价对象为风电场改造全过程，所述风电场改造全过程至少包括原风电机组的拆除与处理、新风电机组的制造与安装、配套电网设施的改造、改造后风电场的运行与维护；

5、收集风电场改造全过程中各阶段的物料消耗数据、能源消耗数据、废弃物排放数据以及原风电场的额定功率、年均等效满发小时数、运行年限和改造后风电场的额定功率、年均等效满发小时数、运行年限；

6、采用生命周期环境影响评价方法，将所述物料消耗数据、能源消耗数据以及废弃物排放数据归类至至少一个环境影响类别，并计算风电场改造全过程在所述环境影响类别下的环境影响总值；

7、基于原风电场的额定功率、年均等效满发小时数、运行年限和改造后风电场的额定功率、年均等效满发小时数、运行年限，计算得到改造后增发电量，并基于所述增发电量计算改造所带来的环境效益；

8、将所述环境影响总值与所述环境效益进行叠加，得到净环境收益，根据净环境收益的正负判断风电场改造的环境可行性。

9、优选的，所述物料消耗数据包括以下材料中的至少一种：钢铁、玻璃纤维、树脂、铜、铝、混凝土、塑料、油品、橡胶；所述能源消耗数据包括电力消耗、燃油消耗；所述废弃物排放数据包括固体废弃物、废气和废水的排放量。

10、优选的，所述环境影响类别至少包括：全球变暖潜力、非生物资源消耗、臭氧层消耗、人体毒性、淡水生态毒性、海洋生态毒性、陆地生态毒性、光化学氧化、酸化、富营养化中的一种或多种。

11、优选的，所述生命周期环境影响评价方法采用cml leiden 2000方法、recipe方法、impact 2002+方法或edip方法中的任意一种。

12、优选的，所述改造后增发电量的计算公式为：

13、

14、式中，为改造后增发电量；为改造后风电场的额定功率；为改造后风电场的年均等效满发小时数；为改造后风电场的运行年限；为原风电场的额定功率；为原风电场的年均等效满发小时数；为原风电场的运行年限。

15、优选的，所述改造所带来的环境效益的计算公式为：

16、

17、式中，为改造所带来的环境效益；为传统电力结构的单位环境影响因子。

18、优选的，所述净环境收益的计算公式为：

19、

20、式中，为净环境收益；为风电场改造全过程在某一环境影响类别下的环境影响总值；

21、当小于0时，判定风电场改造具有环境可行性；当大于或等于0时，判定风电场改造不具有环境可行性。

22、第二方面，本发明提供了一种用于风电场改造环境效益的评价系统，包括：

23、界定评价范围模块：用于确定评价对象为风电场改造全过程，所述风电场改造全过程至少包括原风电机组的拆除与处理、新风电机组的制造与安装、配套电网设施的改造、改造后风电场的运行与维护；

24、采集清单数据模块：用于收集风电场改造全过程中各阶段的物料消耗数据、能源消耗数据、废弃物排放数据以及原风电场的额定功率、年均等效满发小时数、运行年限和改造后风电场的额定功率、年均等效满发小时数、运行年限；

25、环境影响核算模块：用于采用生命周期环境影响评价方法，将所述物料消耗数据、能源消耗数据以及废弃物排放数据归类至至少一个环境影响类别，并计算风电场改造全过程在所述环境影响类别下的环境影响总值；

26、效益量化计算模块：用于基于原风电场的额定功率、年均等效满发小时数、运行年限和改造后风电场的额定功率、年均等效满发小时数、运行年限，计算得到改造后增发电量，并基于所述增发电量计算改造所带来的环境效益；

27、净收益判定模块：用于将所述环境影响总值与所述环境效益进行叠加，得到净环境收益，根据净环境收益的正负判断风电场改造的环境可行性。

28、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现用于风电场改造环境效益的评价方法的步骤。

29、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现用于风电场改造环境效益的评价方法的步骤。

30、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

31、通过将评价对象明确界定为包含原机组拆除与处理、新机组制造与安装、配套电网改造以及改造后运行维护在内的风电场改造全过程，保证了生命周期清单采集的完整性与环境影响核算的系统性，避免因边界疏漏而低估改造的环境代价；通过同时收集物料、能源、废弃物等清单数据与改造前后机组的功率、等效满发小时数、运行年限等运行参数，既为生命周期影响评价提供了输入基础，又为增发电量计算提供了可复现的工程依据；采用标准化的生命周期环境影响评价方法将散乱的清单数据归类至全球变暖、资源消耗等环境影响类别并计算环境影响总值，确保了评价过程的科学性与结果的可比性；通过运行参数计算增发电量并结合传统电力结构因子量化环境效益，实现了改造所避免的环境负荷的客观表达；最终将环境影响总值与环境效益代数叠加得到净环境收益，以单一指标的正负作为风电场改造环境可行性的直接判据，从而以直观、无歧义的方式将生命周期评价理论转化为可操作的工程决策工具，适用于不同地区、不同机型与不同电网结构的风电场改造项目。

1.一种用于风电场改造环境效益的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于风电场改造环境效益的评价方法，其特征在于，所述物料消耗数据包括以下材料中的至少一种：钢铁、玻璃纤维、树脂、铜、铝、混凝土、塑料、油品、橡胶；所述能源消耗数据包括电力消耗、燃油消耗；所述废弃物排放数据包括固体废弃物、废气和废水的排放量。

3.根据权利要求1所述的一种用于风电场改造环境效益的评价方法，其特征在于，所述环境影响类别至少包括：全球变暖潜力、非生物资源消耗、臭氧层消耗、人体毒性、淡水生态毒性、海洋生态毒性、陆地生态毒性、光化学氧化、酸化、富营养化中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种用于风电场改造环境效益的评价方法，其特征在于，所述生命周期环境影响评价方法采用cml leiden 2000方法、recipe方法、impact 2002+方法或edip方法中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种用于风电场改造环境效益的评价方法，其特征在于，所述改造后增发电量的计算公式为：

6.根据权利要求5所述的一种用于风电场改造环境效益的评价方法，其特征在于，所述改造所带来的环境效益的计算公式为：

7.根据权利要求6所述的一种用于风电场改造环境效益的评价方法，其特征在于，所述净环境收益的计算公式为：

8.一种用于风电场改造环境效益的评价系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。