基于尾流模型的风场偏航控制优化研究

发布时间：2022-01-05 23:34

　　在风机大尺度化与风场大型化的趋势下,如何通过合适的控制策略以降低尾流损失成为关键问题。以包括30台NREL-5MW风机并采用5行6列平行四边形布置方式的小型风场为研究对象,基于显示尾流模型,以各风机偏航角度为优化参数,风场总功率为目标函数,使用粒子群优化算法对比分析了偏航控制对不同风速、风向、湍流强度下的风场性能提升效果。结果表明,偏航控制优化可在风向与风机行或列方向平行时发挥明显效果,当风机行列间距为4倍风轮直径且湍流强度为5%时,在不同风速下偏航控制可分别将风场总体发电量提升15%～20%,但对于布置间距大于7倍风轮直径或湍流强度高于15%时的风场,其作用十分有限,总体发电量提升在5%以内。 

【文章来源】：海洋工程. 2020,38(05)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

风机尾流速度分布示意

风场坐标系与风机盘面的网格化处理

粒子群优化(PSO)算法[25]模仿鸟群觅食的行为，鸟抽象为粒子而食物就是目标函数的最优解。PSO算法由若干具有随机位置和速度的粒子进行初始化，随后每个粒子以计算过程中其本身的最优点pb和全局最优点pg为参考，在参数空间中往复运动以寻找最优解，其计算流程如图4所示。图4 粒子群算法流程

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于致动线模型的错列式两风机尾流场数值模拟[J]. 艾勇,程萍,万德成.  海洋工程. 2018(01)
[2]10MW级海上浮式风机运动特性研究[J]. 徐应瑜,胡志强,刘格梁.  海洋工程. 2017(03)
[3]大型风电场风机最优布置规律研究[J]. 王丰,刘德有,曾利华,陈守伦,陈星莺.  河海大学学报(自然科学版). 2010(04)

硕士论文
[1]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



本文编号：3571258