考虑尾流效应的海上风电机组维护策略研究
发布时间：2021-01-24 00:13
随着全球化石能源储量的逐渐告急以及环境保护问题的日益严峻,可再生能源的开发和利用已成为许多国家当前的重要课题。海上风电凭借其风速高、单机容量大、年利用小时数长等显著优势愈发得到重视,并已进入高速发展阶段,但它同样面临着海况影响多、施工成本高、作业时间短等问题,机组维护难度大,同时受制于风电场占地面积,机组间的尾流效应显著,这会极大影响到机组的输出功率和维护策略的制定。研究海上复杂工况下风电机组维护策略的优化方法,对提高海上风电场效益和降低维护成本有着重要意义。因此,本文开展了考虑尾流效应的海上风电机组维护策略研究,主要内容如下:首先,针对风电机组间存在的尾流效应对风电场中风速分布的影响,利用单位时间内气流的动能守恒定律构建了尾流模型。模型中考虑到变化的风向和机组的维护状态对风电场尾流分布的影响,依据各时段下机组间的气动耦合路径描述了下风向机组和多台上风向机组之间的气动耦合,以准确地表达维护计划时间范围内风电机组的输入风速,并且通过算例分析表明,风向的变化对机组间尾流效应的作用会影响到海上风电场的输出功率,同时处于维护状态的机组对风电场中尾流分布的影响不容忽视,所提的尾流模型能在计划周期...
【文章来源】：上海电力大学上海市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 尾流效应建模研究现状
1.2.2 海上风电维护计划研究现状
1.2.3 海上风电机组维护路径研究现状
1.3 本文主要工作及章节安排
2 考虑维护状态的尾流模型
2.1 引言
2.2 风电机组间的气动耦合路径
2.3 考虑风机间维护状态尾流效应的建模
2.4 算例分析
2.4.1 风向对尾流效应的影响
2.4.2 机组维护状态对尾流分布的影响
2.5 本章小结
3 考虑任意风向尾流效应的海上风电机组维护计划优化
3.1 引言
3.2 维护计划优化模型的建立
3.2.1 目标函数
3.2.2 约束条件
3.3 模型求解方法
3.3.1 尾流模型的线性化
3.3.2 多目标函数的处理
3.3.3 模型求解流程
3.4 算例分析
3.4.1 算例数据
3.4.2 维护计划的求取
3.4.3 算法验证
3.4.4 不同规模海上风电场的求解
3.5 本章小结
4 考虑尾流效应的海上风电机组维护路径随机规划
4.1 引言
4.2 模型构建
4.2.1 海洋环境风、浪的分析
4.2.2 目标函数
4.2.3 约束条件
4.3 考虑尾流效应的机组停机损失
4.4 基于每日可维护机组数目预评估的模型求解方法
4.5 算例分析
4.5.1 基础数据
4.5.2 风、浪相关性及不确定性的分析
4.5.3 尾流效应对路径决策的影响
4.5.4 所提方法的计算性能分析
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大洋中涌浪对风浪能量的影响[J]. 贾楠,赵栋梁. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]高比例风电系统的优化调度方法[J]. 葛晓琳,郝广东,夏澍,符杨. 电网技术. 2019(02)
[3]考虑天气因素的海上风电机组预防性机会维护策略优化方法[J]. 符杨,许伟欣,刘璐洁,张开华,张智伟. 中国电机工程学报. 2018(20)
[4]偏航工况下风力机尾流特性分析[J]. 周文平,贺元成. 水力发电. 2018(09)
[5]涌浪海域起重船运动响应特性与作业窗口分析[J]. 刘修成,华晓涛,杨秀礼. 中国港湾建设. 2018(02)
[6]基于混合整数二阶锥规划的新能源配电网电压无功协同优化模型[J]. 郭清元,吴杰康,莫超,徐宏海. 中国电机工程学报. 2018(05)
[7]基于改进Lissaman模型风电场内增设小风机的可行性分析[J]. 魏书荣,李正茂,符杨,刘璐洁,赵晶晶. 电力系统自动化. 2017(12)
[8]海上风电机组分阶段预防性维修策略[J]. 符杨,马媛,刘璐洁,唐征歧,屠聂华. 电力建设. 2017(06)
[9]海上工程施工期波浪(涌浪)预报系统[J]. 杨振勇,吕迎雪,孔丛颖,李茂元. 中国港湾建设. 2017(05)
[10]海上风场运维调度问题的研究[J]. 吕伟,谈宏志,金礼伟,钟臻怡. 机械制造. 2017(04)
博士论文
[1]含大规模风电场的电力系统运行优化方法研究[D]. 艾小猛.华中科技大学 2014
硕士论文
[1]基于雷诺平均方法的风力机尾流数值模拟[D]. 柳博文.沈阳工业大学 2018
[2]海上风电机组的尾流模型研究[D]. 白鹤.华北电力大学(北京) 2016
[3]风电场中风力机尾流模型研究[D]. 张镇.华北电力大学 2012
[4]风力机气动载荷及尾流场研究[D]. 仇永兴.华北电力大学（北京） 2011
[5]水平轴风力机气动性能预测[D]. 沈昕.上海交通大学 2007
本文编号：2996189
【文章来源】：上海电力大学上海市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 尾流效应建模研究现状
1.2.2 海上风电维护计划研究现状
1.2.3 海上风电机组维护路径研究现状
1.3 本文主要工作及章节安排
2 考虑维护状态的尾流模型
2.1 引言
2.2 风电机组间的气动耦合路径
2.3 考虑风机间维护状态尾流效应的建模
2.4 算例分析
2.4.1 风向对尾流效应的影响
2.4.2 机组维护状态对尾流分布的影响
2.5 本章小结
3 考虑任意风向尾流效应的海上风电机组维护计划优化
3.1 引言
3.2 维护计划优化模型的建立
3.2.1 目标函数
3.2.2 约束条件
3.3 模型求解方法
3.3.1 尾流模型的线性化
3.3.2 多目标函数的处理
3.3.3 模型求解流程
3.4 算例分析
3.4.1 算例数据
3.4.2 维护计划的求取
3.4.3 算法验证
3.4.4 不同规模海上风电场的求解
3.5 本章小结
4 考虑尾流效应的海上风电机组维护路径随机规划
4.1 引言
4.2 模型构建
4.2.1 海洋环境风、浪的分析
4.2.2 目标函数
4.2.3 约束条件
4.3 考虑尾流效应的机组停机损失
4.4 基于每日可维护机组数目预评估的模型求解方法
4.5 算例分析
4.5.1 基础数据
4.5.2 风、浪相关性及不确定性的分析
4.5.3 尾流效应对路径决策的影响
4.5.4 所提方法的计算性能分析
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大洋中涌浪对风浪能量的影响[J]. 贾楠,赵栋梁. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]高比例风电系统的优化调度方法[J]. 葛晓琳,郝广东,夏澍,符杨. 电网技术. 2019(02)
[3]考虑天气因素的海上风电机组预防性机会维护策略优化方法[J]. 符杨,许伟欣,刘璐洁,张开华,张智伟. 中国电机工程学报. 2018(20)
[4]偏航工况下风力机尾流特性分析[J]. 周文平,贺元成. 水力发电. 2018(09)
[5]涌浪海域起重船运动响应特性与作业窗口分析[J]. 刘修成,华晓涛,杨秀礼. 中国港湾建设. 2018(02)
[6]基于混合整数二阶锥规划的新能源配电网电压无功协同优化模型[J]. 郭清元,吴杰康,莫超,徐宏海. 中国电机工程学报. 2018(05)
[7]基于改进Lissaman模型风电场内增设小风机的可行性分析[J]. 魏书荣,李正茂,符杨,刘璐洁,赵晶晶. 电力系统自动化. 2017(12)
[8]海上风电机组分阶段预防性维修策略[J]. 符杨,马媛,刘璐洁,唐征歧,屠聂华. 电力建设. 2017(06)
[9]海上工程施工期波浪(涌浪)预报系统[J]. 杨振勇,吕迎雪,孔丛颖,李茂元. 中国港湾建设. 2017(05)
[10]海上风场运维调度问题的研究[J]. 吕伟,谈宏志,金礼伟,钟臻怡. 机械制造. 2017(04)
博士论文
[1]含大规模风电场的电力系统运行优化方法研究[D]. 艾小猛.华中科技大学 2014
硕士论文
[1]基于雷诺平均方法的风力机尾流数值模拟[D]. 柳博文.沈阳工业大学 2018
[2]海上风电机组的尾流模型研究[D]. 白鹤.华北电力大学(北京) 2016
[3]风电场中风力机尾流模型研究[D]. 张镇.华北电力大学 2012
[4]风力机气动载荷及尾流场研究[D]. 仇永兴.华北电力大学（北京） 2011
[5]水平轴风力机气动性能预测[D]. 沈昕.上海交通大学 2007
本文编号：2996189
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