【摘要】：中小型風力發(fā)電機因清潔和便于分布式電網(wǎng)補充等獨特的特點在風力發(fā)電行業(yè)扮演著不可替代的作用。風力發(fā)電測試技術(shù)與風力發(fā)電技術(shù)相輔相成,風力發(fā)電技術(shù)的進步離不開風力發(fā)電測試技術(shù)的提高。本課題在山東東營沿海地區(qū)建立中小型風電測試場,規(guī)劃布置風力機機位,設計最優(yōu)風力機機位布置方案。使被測風力機合理利用風資源,在最短時間內(nèi)完成IEC標準測試。在此基礎上縮小測試場占地面積,增加發(fā)電量,有效提高中小型風電測試場經(jīng)濟效益。課題要求被選機型為1.5kW和3kW五葉片小型風力機、5kW下風向傘形風力機、10kW、30kW和100kW三葉片普通水平軸風力機。根據(jù)IEC標準對中小型風電測試場進行風資源評估,得到中小型風電場盛行風向為ESS(東南南)方向,第二主風向為NE(東北)方向。根據(jù)風資源分布、場地評估結(jié)果及IEC標準對被選六臺風力機進行機位布置規(guī)劃,得到中小型風電測試場風力機機位初步布置方案。根據(jù)IEC61400-12-1:2005中對風力機風向有效扇區(qū)的計算,對中小型風電測試場初步布置方案下的風力機進行風向有效扇區(qū)計算,得到每臺風力機的風向有效測試扇區(qū)。并對中小型風電測試場進行功率輸出特性測試及發(fā)電量計算和尾流的損失計算。分別對六臺風力機進行尾流速度的數(shù)值計算,得到各風力機輪轂高度處尾流縱向及橫向分布特征。建立以盛行風向和第二主風向為入口風向的兩種方案對風電測試場六臺風力機機位布置方案進行模擬計算,對比單臺風力機尾流速度分布特征,得到測試場風力機之間干擾現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)第二主風向下,BF機位風力機與CD機位風力機尾流干擾較為嚴重。對BF機位風力機與CD機位風力機的位置以及尾流分布深入剖析,發(fā)現(xiàn)F機位風力機與D機位風力機分別位于B機位風力機與C機位風力機下游72.65m和108.93m位置尾流處�？紤]盛行風向與第二主風向,加入第三風向WN(西北)方向?qū)χ行⌒惋L電測試場風力機機位初步布置方案進行調(diào)整,得到中小型風電測試場優(yōu)化布置方案,并利用CFD數(shù)值模擬對其進行驗證,及發(fā)電量及尾流損失進行計算,得到中小型風電測試場風力機機位最優(yōu)布置方案。本課題根據(jù)IEC標準對中小型風電測試場六臺風力機進行機位布置,得到中小型風電測試場初步布置方案,對初步布置方案下的風力機進行了功率特性測試及發(fā)電量和尾流損失計算。利用CFD數(shù)值模擬方法對初步布置方案進行驗證和調(diào)整,得到中小型風電測試場最優(yōu)布置方案。課題順利完成,對中小型風力機機位布置在工程實踐中的應用提供一定指導意義。
【圖文】：

本章著重對風能參數(shù)的統(tǒng)計評估及風能析。氣象預報中加入“偏”風來表示風向在某個向左右擺動，則稱為偏北風。在風向測量中，16 和 36 方位圖。以 16 方位圖為例，，從 N 開ENE、E、ESE、SE、SSE、S、SSW、SW、對應為：北、北東北、東北、東東北、東、南、西西南、西、西西北、西北和北西北方北方向為基準，順時針方向旋轉(zhuǎn)，每 22.5°），16 方位風向表示如圖 2-1 所示。 100%總觀測次數(shù)出現(xiàn)次數(shù)（2-1）

圖 3-1 10m 高度處測風數(shù)據(jù)Fig. 3-1 Measurement data at the height of 10m基于 WASP 軟件的格式需要，需用區(qū)間法進行數(shù)據(jù)處理，即將數(shù)據(jù)采集間隔鐘記錄一次，經(jīng)統(tǒng)計，采集數(shù)據(jù)數(shù)目為 52560；有效數(shù)據(jù)為 50895；缺測及共計 1665 個，數(shù)據(jù)完整率達 96.83%，大于 90%，屬于完整數(shù)據(jù)。將采集的風向和風速數(shù)據(jù)通過處理計算后可得表示風向分布規(guī)律的風向玫速頻率分布曲線。利用 WASP 軟件的 OWC Wizard 模塊進行測試場的風向處理，得到測試場風向玫瑰圖和 Weibull 風頻分布曲線。如圖 3-2 所示，是型風電測試場 10m 高度處全年測風數(shù)據(jù)風譜圖。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：F426.61

【參考文獻】

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本文編號：2608808