复杂地形风电场风力机优化布置研究
发布时间：2020-07-10 20:25
【摘要】：近年来,风力发电迅猛发展,现代风力发电技术日益成熟,风电场的前期规划与开发受到了越来越多的重视。其中,风力机优化布置是非常关键的核心问题之一。风力机布置方案的优劣将直接影响风资源和土地资源的利用率以及风电场的经济效益。如何在给定的风资源与有限的土地面积上,寻找最佳的风力机布置方式,使得在风电场发电量最大的同时发电成本最低,从而有效地利用风资源与土地资源,是一个需要深入研究的问题。作者以西南地区安宁河谷地带的一风电场作为研究对象,以风电场发电量最大、尾流影响较小为优化目标,建立基于改进的粒子群算法的优化计算数学模型,开展了风力机机位优化布置的研究。主要工作如下:(1)收集风电场的测风数据并对收集到的风电场测风数据进行整理分析,深入分析了解风电场的风速、风向、风能和湍流强度等数据;(2)在熟悉风资源CFD软件Meteodyn WT的理论和求解方法的基础上,利用Meteodyn WT软件对所选风电场测风数据进行CFD求解计算,得到整个风电场各个位置的风速、风向、风能和湍流强度等参数,并采用数值方法建立风电场地形模型;(3)以风电场发电量最大、尾流影响较小为优化目标,建立基于改进的粒子群算法的优化计算模型,对风力机机位进行优化布置研究。研究结果表明,对风电场风力机机位优化布置后,其理论发电量提高了5.58%,可为该风电场今后风力机机位布置提供一定的参考,同时该研究成果也可以应用到其他风电场的规划设计中。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM614
【图文】：
图 2.1 各测风塔地理位置示意图Fig.2.1 Location map of anemometer tower据每个测风塔测风周期和数据完整率，6735#测风塔采用 2008.12-2009.11 平均代表年，8042#与 8051#测风塔采用 2011.5-2012.4 作为代表年。各测风塔不同均风速见表 2.2。表 2.2 各测风塔不同高度月平均风速统计表Tab.2.2 Monthly average wind speed of each anemometer tower at different altitude度2008 年 2009 年12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月0m 4.64 4.31 8.61 7.42 5.22 6.34 4.60 4.15 4.36 4.96 3.27 4.82 0m 4.50 4.13 8.41 7.33 5.06 6.20 4.44 4.04 4.25 4.93 3.11 4.67 0m 4.34 4.04 8.18 7.14 4.95 6.01 4.33 3.85 4.10 4.73 2.99 4.55 0m 4.00 3.68 7.50 6.50 4.48 5.43 3.88 3.50 3.67 4.25 2.70 4.14
图 2.2 16 扇区方位示意图Fig2.2 16 sector azimuth diagram的风向频率通常用风玫瑰图来表示。所谓玫瑰图就是在极坐标图各个扇区的频率分布，以相应的比例长度绘制的形如玫瑰花的图既可按一天中每个小时去绘制，又可按月份绘制。对绘制的一析比较，就可以得到一天或一年中风向的变化。各个风向上的平均风速和风能进行统计绘制的图分别称为风速玫，风向频率和风能频率以玫瑰图表示，而风速频率和风功率密度示[26]。 80m 高度全年各扇区风向和风能频率分布见表 2.4，风向和风能示。从下表可以看出，该风电场的风向和风能方向基本一致，大、风能频率最高，盛行风向稳定。
NE 2.89 0.17 0.67 0.06 2.38 0.07ENE 1.81 0.05 0.34 0.01 1.31 0.01E 1.89 0.09 0.43 0.03. 0.97 0.03ESE 1.14 0.07 0.42 0.03 0.85 0.02SE 1.28 0.10 0.89 0.08 1.32 0.02SSE 2.38 0.87 19.40 19.13 3.55 1.29S 31.50 69.38 30.63 63.35 41.80 83.57SSW 11.74 19.88 2.50 2.65 8.29 9.81SW 1.88 0.60 0.54 0.01 0.880.12WSW 1.02 0.1 0.48 0.01 0.480.05W 1.41 0.45 0.60 0.07 0.55 0.12WNW 1.06 0.09 0.72 0.05 0.60 0.02NW 2.03 0.14 0.91 0.04 2.83 0.15NNW 11.56 2.11 18.50 8.15 11.92 1.33
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM614
【图文】：
图 2.1 各测风塔地理位置示意图Fig.2.1 Location map of anemometer tower据每个测风塔测风周期和数据完整率，6735#测风塔采用 2008.12-2009.11 平均代表年，8042#与 8051#测风塔采用 2011.5-2012.4 作为代表年。各测风塔不同均风速见表 2.2。表 2.2 各测风塔不同高度月平均风速统计表Tab.2.2 Monthly average wind speed of each anemometer tower at different altitude度2008 年 2009 年12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月0m 4.64 4.31 8.61 7.42 5.22 6.34 4.60 4.15 4.36 4.96 3.27 4.82 0m 4.50 4.13 8.41 7.33 5.06 6.20 4.44 4.04 4.25 4.93 3.11 4.67 0m 4.34 4.04 8.18 7.14 4.95 6.01 4.33 3.85 4.10 4.73 2.99 4.55 0m 4.00 3.68 7.50 6.50 4.48 5.43 3.88 3.50 3.67 4.25 2.70 4.14
图 2.2 16 扇区方位示意图Fig2.2 16 sector azimuth diagram的风向频率通常用风玫瑰图来表示。所谓玫瑰图就是在极坐标图各个扇区的频率分布，以相应的比例长度绘制的形如玫瑰花的图既可按一天中每个小时去绘制，又可按月份绘制。对绘制的一析比较，就可以得到一天或一年中风向的变化。各个风向上的平均风速和风能进行统计绘制的图分别称为风速玫，风向频率和风能频率以玫瑰图表示，而风速频率和风功率密度示[26]。 80m 高度全年各扇区风向和风能频率分布见表 2.4，风向和风能示。从下表可以看出，该风电场的风向和风能方向基本一致，大、风能频率最高，盛行风向稳定。
NE 2.89 0.17 0.67 0.06 2.38 0.07ENE 1.81 0.05 0.34 0.01 1.31 0.01E 1.89 0.09 0.43 0.03. 0.97 0.03ESE 1.14 0.07 0.42 0.03 0.85 0.02SE 1.28 0.10 0.89 0.08 1.32 0.02SSE 2.38 0.87 19.40 19.13 3.55 1.29S 31.50 69.38 30.63 63.35 41.80 83.57SSW 11.74 19.88 2.50 2.65 8.29 9.81SW 1.88 0.60 0.54 0.01 0.880.12WSW 1.02 0.1 0.48 0.01 0.480.05W 1.41 0.45 0.60 0.07 0.55 0.12WNW 1.06 0.09 0.72 0.05 0.60 0.02NW 2.03 0.14 0.91 0.04 2.83 0.15NNW 11.56 2.11 18.50 8.15 11.92 1.33
【参考文献】
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5 杨s
本文编号：2749412
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2749412.html
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