基于尾流效应的风电场风电机组排布优化研究
发布时间：2021-03-19 11:41
目前普遍使用的清洁能源中,风能是可再生能源中开发速度最快的能源。然而我国风能资源分布广且巨大,随着世界风电的发展我国的风力发电产业也逐渐趋于成熟。若我国能够充分开发利用,这将是利国利民的好事并给社会进步和环境保护带来巨大利好。随着风电技术的迅速发展,降低风电场发电过程中各项发电损失变的尤为重要;尾流效应则是风电场中一个相当重要的因素,占据着很大的比重。降低尾流效应在风力发电场中的发电损失,一直是备受人们关注和研究的课题。在风力发电场的微观选址过程当中,风电机组的排布方式将直接影响到每台风力机的来流风特性。自然来流风流经上游风力机风轮做功时,到达下游风力机轮毂处的风速和风力机风轮做功将会有所下降,产生尾流效应。因此,研究和选择合理的风力机排布方式对于提高风电场风电机组的发电效率具有显著作用。目前在风工程领域,国内外用于风力发电场风电机组优化排布的尾流模型主要是一维线性的。为提高计算精度和更加贴近实际情况,本文采用动能定理、动量定理和质量守恒推导出三维非线性高斯尾流模型。使用MATLAB软件进行仿真和风洞实验数据做比较发现具有较高的准确度,并且该模型计算简单对计算机的性能要求不高,此种方法...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 风力机尾流效应的研究现状
1.2.2 风电场风电机组优化
1.3 目前研究存在的问题
1.4 本文研究主要内容
2 风资源及尾流模型
2.1 引言
2.2 风资源理论
2.3 动量理论
2.4 尾流模型的分类
2.4.1 半经验尾流模型
2.4.2 Larsen尾流模型
2.4.3 基于CFD的尾流模型
2.5 本章小结
3 高斯分布的尾流模型
3.1 引言
3.2 高斯分布
3.3 Jensen尾流模型高斯化
3.4 高斯尾流模型的验证
3.4.1 NIBE风机参数与尾流验证
3.4.2 中心线轴向速度分布
3.4.3 径向速度分布
3.5 高斯尾流叠加模型
3.6 本章小节
4 高斯尾流模型的风电场风机布置及优化
4.1 引言
4.2 风机布置的原则
4.3 粒子群优化算法
4.4 风电场风机优化布置
4.4.1 风电场布置的数学模型
4.4.2 优化方案
4.4.3 优化结果与分析
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
本人硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Park-Gauss模型的风场尾流数值模拟[J]. 杨祥生,赵宁,田琳琳,朱君. 太阳能学报. 2016(09)
[2]大型风电场风电机组分组方法研究综述[J]. 沈小军,周冲成,吕洪. 电气工程学报. 2016(05)
[3]风电场尾流效应模型研究[J]. 曹娜,于群,王伟胜,石立宝. 太阳能学报. 2016(01)
[4]基于混合粒子群算法的风电场无功优化调度[J]. 武良,许晓峰,佟金锴,田明辉. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2015(04)
[5]风电场微观选址分析[J]. 蒋伟节,王明军,刘麒祥,朱明玺,王大伟. 东方电气评论. 2015(03)
[6]水平轴潮流能水轮机水动力数值模拟研究[J]. 侯二虎,杜敏,王兵振. 海洋技术学报. 2015(04)
[7]基于改进致动盘和拓展k-ε湍流模型的风力机尾流数值研究[J]. 许昌,韩星星,王欣,刘德有,郑源,SHEN Wenzhong,张明明. 中国电机工程学报. 2015(08)
[8]尾流效应对风电场功率输出的影响分析[J]. 孙辉,吴姝雯,王超. 华北电力大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]基于区间规划的含风电场电力系统优化调度[J]. 盛四清,杨少波,陈安. 陕西电力. 2015(02)
[10]浅谈计算机科学与技术的发展趋势[J]. 刘博. 计算机光盘软件与应用. 2015(03)
博士论文
[1]风力机尾流数值模拟及风电场机组布局优化研究[D]. 田琳琳.南京航空航天大学 2014
[2]人工鱼礁水动力特性数值与实验研究[D]. 刘彦.大连理工大学 2014
[3]大型风力机叶片多目标优化设计方法研究[D]. 王珑.南京航空航天大学 2014
[4]风电规律预测及对电网运行影响的研究[D]. 李智.山东大学 2011
[5]风力发电机组控制系统关键技术研究[D]. 任海军.重庆大学 2011
硕士论文
[1]平原和山地风电场宏微观选址设计研究与实例分析[D]. 史磊.山东大学 2015
[2]基于CFD和PSO方法的兆瓦级风场风机群优化布置研究[D]. 刘海磊.哈尔滨工业大学 2015
[3]考虑尾流模型的某风电场机位排布方案优化[D]. 陈霄航.新疆大学 2015
[4]风电场稳态建模及应用研究[D]. 王海明.太原理工大学 2015
[5]智能算法在风电场布置中的应用研究[D]. 许雪颖.石家庄经济学院 2015
[6]微风发电系统结构设计与优化[D]. 杨江.西南科技大学 2015
[7]变速恒频双馈风力发电系统最大风能追踪控制的研究[D]. 廖正斐.沈阳工业大学 2015
[8]能源消费结构对我国能源安全影响力研究[D]. 尹嘉慧.天津商业大学 2014
[9]单台风电机组远场尾流CFD计算模型研究[D]. 孟航.华北电力大学 2014
[10]直驱永磁同步风力发电系统并网运行控制策略研究[D]. 刘向向.西南交通大学 2013
本文编号：3089508
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 风力机尾流效应的研究现状
1.2.2 风电场风电机组优化
1.3 目前研究存在的问题
1.4 本文研究主要内容
2 风资源及尾流模型
2.1 引言
2.2 风资源理论
2.3 动量理论
2.4 尾流模型的分类
2.4.1 半经验尾流模型
2.4.2 Larsen尾流模型
2.4.3 基于CFD的尾流模型
2.5 本章小结
3 高斯分布的尾流模型
3.1 引言
3.2 高斯分布
3.3 Jensen尾流模型高斯化
3.4 高斯尾流模型的验证
3.4.1 NIBE风机参数与尾流验证
3.4.2 中心线轴向速度分布
3.4.3 径向速度分布
3.5 高斯尾流叠加模型
3.6 本章小节
4 高斯尾流模型的风电场风机布置及优化
4.1 引言
4.2 风机布置的原则
4.3 粒子群优化算法
4.4 风电场风机优化布置
4.4.1 风电场布置的数学模型
4.4.2 优化方案
4.4.3 优化结果与分析
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
本人硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Park-Gauss模型的风场尾流数值模拟[J]. 杨祥生,赵宁,田琳琳,朱君. 太阳能学报. 2016(09)
[2]大型风电场风电机组分组方法研究综述[J]. 沈小军,周冲成,吕洪. 电气工程学报. 2016(05)
[3]风电场尾流效应模型研究[J]. 曹娜,于群,王伟胜,石立宝. 太阳能学报. 2016(01)
[4]基于混合粒子群算法的风电场无功优化调度[J]. 武良,许晓峰,佟金锴,田明辉. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2015(04)
[5]风电场微观选址分析[J]. 蒋伟节,王明军,刘麒祥,朱明玺,王大伟. 东方电气评论. 2015(03)
[6]水平轴潮流能水轮机水动力数值模拟研究[J]. 侯二虎,杜敏,王兵振. 海洋技术学报. 2015(04)
[7]基于改进致动盘和拓展k-ε湍流模型的风力机尾流数值研究[J]. 许昌,韩星星,王欣,刘德有,郑源,SHEN Wenzhong,张明明. 中国电机工程学报. 2015(08)
[8]尾流效应对风电场功率输出的影响分析[J]. 孙辉,吴姝雯,王超. 华北电力大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]基于区间规划的含风电场电力系统优化调度[J]. 盛四清,杨少波,陈安. 陕西电力. 2015(02)
[10]浅谈计算机科学与技术的发展趋势[J]. 刘博. 计算机光盘软件与应用. 2015(03)
博士论文
[1]风力机尾流数值模拟及风电场机组布局优化研究[D]. 田琳琳.南京航空航天大学 2014
[2]人工鱼礁水动力特性数值与实验研究[D]. 刘彦.大连理工大学 2014
[3]大型风力机叶片多目标优化设计方法研究[D]. 王珑.南京航空航天大学 2014
[4]风电规律预测及对电网运行影响的研究[D]. 李智.山东大学 2011
[5]风力发电机组控制系统关键技术研究[D]. 任海军.重庆大学 2011
硕士论文
[1]平原和山地风电场宏微观选址设计研究与实例分析[D]. 史磊.山东大学 2015
[2]基于CFD和PSO方法的兆瓦级风场风机群优化布置研究[D]. 刘海磊.哈尔滨工业大学 2015
[3]考虑尾流模型的某风电场机位排布方案优化[D]. 陈霄航.新疆大学 2015
[4]风电场稳态建模及应用研究[D]. 王海明.太原理工大学 2015
[5]智能算法在风电场布置中的应用研究[D]. 许雪颖.石家庄经济学院 2015
[6]微风发电系统结构设计与优化[D]. 杨江.西南科技大学 2015
[7]变速恒频双馈风力发电系统最大风能追踪控制的研究[D]. 廖正斐.沈阳工业大学 2015
[8]能源消费结构对我国能源安全影响力研究[D]. 尹嘉慧.天津商业大学 2014
[9]单台风电机组远场尾流CFD计算模型研究[D]. 孟航.华北电力大学 2014
[10]直驱永磁同步风力发电系统并网运行控制策略研究[D]. 刘向向.西南交通大学 2013
本文编号：3089508
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