海上风电场微观选址及集电系统优化研究

发布时间：2019-09-02 17:51

【摘要】：我国海上风能资源丰富,且距离负荷中心近,随着设备制造及施工技术的提升,海上风电场迎来新的发展机遇。选址工作是成功开发海上风电场的基础条件,其中,微观选址是指在规定的风电场范围内确定每台风机的位置以减少尾流损失、增加发电量,可较可观地提高大规模海上风电场的收益。此外,大规模海上风电场风机数量多,拓扑相对复杂,集电系统拓扑优化可以提高集电系统的经济性和可靠性。在传统海上风电场规划过程中,往往先确定风机位置再优化其连接方式,忽略了二者之间的相互制约关系。本文首先从空气动力学理论出发,推导了Jensen尾流模型及其改进模型,梳理了单风向、多风向场景下风机尾流损失的计算步骤,及风电场尾流折减系数的计算流程,基于经典算例计算分析,减少了尾流损失。然后,借鉴图论相关知识求集电系统拓扑时,改进求取最小生成树的经典Prim算法,得到满足进线条数限制及边权动态变化的算法,实例验证表明改进算法的结果更符合工程实际。其次,探究了微观选址及集电系统拓扑优化之间的相互制约关系,建立综合考虑风机尾流、集电系统经济性及可靠性的海上风电场多目标规划模型,并通过改进帕累托多目标优化算法求解最优解集,根据不同要求进行最终优化决策。最后以某海上风电场的风资源分布状况为实例,优化风机位置及风机间的拓扑连接,给出均匀分布的最优解集,并用层次分析法选择出了符合要求的最优方案。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM614

【参考文献】

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本文编号：2531073