强扰流环境下风力机微观选址典型案例的APP软件开发

发布时间：2020-07-16 04:35

【摘要】：随着可再生能源的不断发展,以及为了到2020年底实现风电逐步从“补充能源”向“替代能源”的转变,国家也提出要从集中式发电向新模式-分布式发电的转变。在城市中利用建筑物产生的风加速效应安装风力机就是分布式发电的一种重要方式。但建筑物周围的流场会因受到不同因素的影响而产生复杂多变的强扰流现象,因此,选址位置的选取显得尤为重要。随着科技的不断发展,智能化为人们的生活提供了极大的便利。随着交叉学科的出现,大数据化、智能化为科研之路的进步产生了巨大的推动作用。因此,本文也创新性地将两者进行结合,对强扰流环境下风力机微观选址的几种典型案例进行分析,并制作出一款适用于几种情况的选址APP,必将为选址提供一定的参考价值并简化选址流程。首先需要确定APP的开发平台及开发模式,其次确定APP的主要研究内容。本文目标是在强扰流环境下完成四种典型案例的风力机选址。主要参考指标选取湍流强度、湍动能、风速加速因子等。故本文针对影响其变化的因素进行了分类,并找到主要因素为:风速、建筑物尺寸、屋顶形状、建筑群等。得出平屋顶上的风况最好,最有利于风力机的安装;非平顶建筑屋顶迎风面积越大,其上方的风况对风力机的安装越不利;曲线型屋顶例如穹顶屋顶和瓦式屋顶最有利于风力机的安装,且最佳安装位置都在屋顶的中心位置。影响建筑物群中安装风力机的因素主要是中间建筑物的高度,排布方式及建筑密度等问题。类似篱笆的薄壁型建筑后方(1-2.6)H范围内具有集风效应,安装高度应在地面以上(2.5-3)H。类似集装箱的建筑上方适合安装风力机的位置及高度基本相同,为迎风面的中心位置前沿点,高度为(1.42-1.52)H处。因对于平顶建筑周围风况变化并没有更详细的规律,故本文针对平屋顶长方体建筑进行了不同风速不同尺寸对周围风况的影响分析。首先按照实际尺寸1:1建模,固定宽度,长度和高度分别选取20m、30m、40m、50m、60m;其次,采取不同的均匀入流后,发现风速不同对于风加速因子出现的位置、大小及变化的规律并不产生明显影响。随后针对同一屋顶上六个参考点的风况进行分析,得出最适安装位置;针对安装点进行分析,发现随着长度的增加,满足安装条件的高度越高;而随着高度的增加,弱化了长度变化带来的影响;将影响规律拟合成公式,以便更好地为APP的构建提供计算理论依据。随后根据四种主要情况进行APP页面内容的分块,找到合适的应用UI,完成页面的布置及样式的设定;根据需求,设置并实现多页面间的跳转功能;将以上安装规律进行总结、代码化、设计数据操作并进行程序编写;主要针对计算的准确性进行测试工作;根据需要进一步完善细节;最后完成APP软件的打包、签名及发布。
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM315;TP311.56
【图文】：

风电,装机容量,绪论

第一章绪论第一章绪论究背景及意义年来，我国在风能大规模开发利用、装备研制等方面已经取得了重大进展规模和利用均居世界首位。截至 2017 年底，我国风电累计装机容量达到，同比增长 11.7%，增速虽然放缓但仍位居世界首位，如图 1-1[1]。到 2电将加速规模化发展，不断提高竞争力，进一步实现从“补充能源”向“的转型[2]。

风力机,高层建筑物,屋顶,国际能源署

图 1-2 高层建筑物屋顶安装风力机图 1-3 科学博物馆上方安装风力机Fig.1-2 Wind turbines installed on the roofof high-rise buildingsFig.1-3 Wind turbines installed abovethe science museum内外研究现状筑环境中风紊流特性及风电机组的微观选址已成为国际能源署（Internati Agency，简称 IEA）的前沿热点课题，且国际能源署 task27 项目组成员针力机进行了多年的研究，并制定了国际电工委员会(IEC)的第三次修订版， 61400-2 中“第 2 部分：小型风力发电机”和题为“小型风力发电机的消费的推荐实施规程(RP12)[10]。此工作有两个主要目标，第一个目标是进行全球，以更好地理解 IEC61400-2 中存有疑虑的技术参数；第二个是利用这些研为小型风力机微观选址提供实用指南。照风力机安装位置及周围所处的地形，大致环境可以分为以下几种类型：

科学博物馆,风力机

【参考文献】