本文關(guān)鍵詞：基于CFD的復(fù)雜地形風(fēng)電場微觀選址技術(shù)研究

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【摘要】：能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),新能源是未來能源發(fā)展的重要方向,風(fēng)能作為新能源重要的一部分,截止到2015年底,我國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量1.45億kW,占全球風(fēng)電裝機(jī)容量的33.6%。根據(jù)“國家十三五規(guī)劃”初步成果,預(yù)計(jì)2020年我國風(fēng)電裝機(jī)容量超過2.5億kW,風(fēng)電作為新興能源未來仍然保持高速發(fā)展。隨著風(fēng)力發(fā)電的飛速發(fā)展,風(fēng)速相對(duì)平穩(wěn),建設(shè)條件和運(yùn)輸條件也相對(duì)較好的平坦地形的風(fēng)電場址基本開發(fā)完畢,一些復(fù)雜地形(如山脊、山谷、埡口、懸崖、森林覆蓋等)地區(qū)由于加速效應(yīng)更好,對(duì)這些復(fù)雜地形的風(fēng)電場開發(fā)力度越來越大,相關(guān)的研究也在逐漸的深入。復(fù)雜地形會(huì)使大氣邊界層流動(dòng)產(chǎn)生繞流、渦流以及分離甚至回流發(fā)生,導(dǎo)致風(fēng)速差異較大,湍流強(qiáng)度加大,入流角超過設(shè)計(jì)值,從而影響風(fēng)力發(fā)電的效率,影響風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行,降低風(fēng)機(jī)的壽命。因此,微觀選址在復(fù)雜地形風(fēng)電場開發(fā)中就變得異常重要。本論文主要采用基于CFD(計(jì)算流體力學(xué))理論的軟件模型研究微觀選址所重點(diǎn)關(guān)注的發(fā)電量和風(fēng)機(jī)安全性。當(dāng)前商用的風(fēng)電場CFD軟件多采用RANS模型(雷諾時(shí)均模型),該模型為時(shí)均計(jì)算,對(duì)于渦流的模擬效果相對(duì)較差,特別是在復(fù)雜地形風(fēng)電場中,微地形條件下,軟件計(jì)算風(fēng)速會(huì)產(chǎn)生不同程度的高估或低估,如沖溝、埡口地形,軟件往往低估,在分支山脊、迎風(fēng)坡、障礙物風(fēng)影區(qū)又會(huì)高估。在當(dāng)前技術(shù)條件下,可行的方案是在軟件計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn),微地形條件下慎重分析風(fēng)能資源情況,減少機(jī)位布置風(fēng)險(xiǎn),另外對(duì)上網(wǎng)電量相對(duì)較差的風(fēng)電場(如滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)平均2120h以下)進(jìn)行不確定性評(píng)估是非常有必要的。本論文采用CFD模型對(duì)風(fēng)電場進(jìn)行建模分析,系統(tǒng)進(jìn)行了CFD計(jì)算結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比研究,評(píng)估了軟件計(jì)算的適應(yīng)性,總結(jié)了復(fù)雜地形下特別是微地形下的成風(fēng)規(guī)律,可以進(jìn)行不同地形下CFD計(jì)算的結(jié)果風(fēng)速高估或低估的判別,初步形成了一套評(píng)估風(fēng)電場CFD計(jì)算結(jié)果誤差的方法,這一建設(shè)性的成果應(yīng)用在微觀選址設(shè)計(jì)中可以有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),提高微觀選址的質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：微觀選址 風(fēng)能資源 復(fù)雜地形 CFD計(jì)算 風(fēng)電場
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 選題的背景11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 風(fēng)電場微觀選址13-14
• 1.3.1 復(fù)雜地形14
• 1.3.2 微觀選址14
• 1.4 研究問題的內(nèi)容及其意義14-17
• 1.4.1 本論文研究的主要內(nèi)容14-15
• 1.4.2 本論文研究的主要意義15
• 1.4.3 本論文研究的創(chuàng)新點(diǎn)15-17
• 第二章 風(fēng)電場微觀選址基本理論17-31
• 2.1 微觀選址的原則和方法17-18
• 2.1.1 微觀選址原則17
• 2.1.2 微觀選址方法17-18
• 2.2 風(fēng)能資源評(píng)估18-23
• 2.2.1 測(cè)風(fēng)18-19
• 2.2.2 數(shù)據(jù)分析19
• 2.2.3 空氣密度19
• 2.2.4 平均風(fēng)速19-21
• 2.2.5 風(fēng)向21
• 2.2.6 湍流21-22
• 2.2.7 極端風(fēng)速22-23
• 2.2.8 其他23
• 2.3 風(fēng)電場微觀選址計(jì)算模型23-30
• 2.3.1 CFD計(jì)算模型23-26
• 2.3.2 建模計(jì)算26-30
• 2.4 風(fēng)電場微觀選址結(jié)果不確定性評(píng)估30-31
• 第三章 復(fù)雜地形風(fēng)電場微觀選址設(shè)計(jì)建模及計(jì)算31-53
• 3.1 微觀選址工程實(shí)例31-37
• 3.1.1 項(xiàng)目概況31-33
• 3.1.2 風(fēng)電場建模33-37
• 3.2 風(fēng)況參數(shù)分析37-44
• 3.3 機(jī)組的安全等級(jí)44-52
• 3.3.1 平均風(fēng)速44-46
• 3.3.2 極端風(fēng)速46-49
• 3.3.3 湍流強(qiáng)度49-50
• 3.3.4 機(jī)組選型結(jié)果50-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章 復(fù)雜地形風(fēng)電場微觀選址合理性評(píng)估53-71
• 4.1 CFD軟件計(jì)算結(jié)果與實(shí)際比較53-60
• 4.2 微地形條件下CFD軟件適應(yīng)性分析研究60-65
• 4.3 局地區(qū)域設(shè)計(jì)規(guī)律65-67
• 4.4 復(fù)雜地形條件下發(fā)電量不確定性研究67-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 第五章 復(fù)雜地形條件下風(fēng)機(jī)的布置優(yōu)化研究71-77
• 5.1 優(yōu)化方法71
• 5.2 應(yīng)用示例71-77
• 第六章 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 結(jié)論77
• 6.2 展望77-79
• 致謝79-81
• 參考文獻(xiàn)81-87
• 在學(xué)期間發(fā)表論文87

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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