考慮疲勞載荷的風(fēng)電場(chǎng)有功控制優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-21 21:24
在全球新能源革命浪潮的推動(dòng)下,風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)得到了大力的發(fā)展與應(yīng)用,風(fēng)電的裝機(jī)總量增長(zhǎng)迅速。但是,在風(fēng)電迅速擴(kuò)張的背后,存在過(guò)分依賴補(bǔ)貼,盲目追求裝機(jī)數(shù)量等問(wèn)題。而隨著風(fēng)電補(bǔ)貼機(jī)制的逐步退出,我國(guó)風(fēng)電發(fā)展即將步入平價(jià)時(shí)代。屆時(shí),風(fēng)電將不可避免的受到傳統(tǒng)火電以及其它新能源發(fā)電的沖擊。因此,提高風(fēng)電成本競(jìng)爭(zhēng)力勢(shì)在必行。對(duì)于已經(jīng)建成的風(fēng)電場(chǎng),有功功率控制策略將直接影響風(fēng)電場(chǎng)的總產(chǎn)能和風(fēng)機(jī)的疲勞狀況。產(chǎn)能決定了風(fēng)電場(chǎng)的收益,而風(fēng)機(jī)疲勞則關(guān)乎風(fēng)電場(chǎng)的維護(hù)和壽命。所以,可以通過(guò)合理的有功控制策略來(lái)提高風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性,并以此推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51707029)的支持下,本文主要針對(duì)上述問(wèn)題提出了三種風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略:1)基于產(chǎn)能最大化的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略。本策略主要針對(duì)大型風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)機(jī)數(shù)量眾多,尾流損失巨大的問(wèn)題,對(duì)每一臺(tái)風(fēng)機(jī)的槳距角進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,以達(dá)到有效減少尾流損失、提高風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)能的目的。2)兼顧產(chǎn)能與疲勞分布的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略。傳統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略和風(fēng)力資源分布不均衡等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部疲勞分布失衡,這會(huì)降低風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。針對(duì)此問(wèn)...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景與意義
1.1.1 研究工作的背景
1.1.2 研究工作的意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
1.2.1 關(guān)注產(chǎn)能的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略研究
1.2.2 關(guān)注疲勞的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略研究
1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型
2.1 風(fēng)能捕獲模型
2.1.1 風(fēng)力機(jī)模型
2.1.2 尾流效應(yīng)模型
2.2 風(fēng)機(jī)疲勞綜合評(píng)估模型
2.2.1 工作疲勞載荷水平
2.2.2 風(fēng)湍流疲勞載荷水平
2.2.3 疲勞系數(shù)
2.3 風(fēng)機(jī)壽命預(yù)測(cè)模型
2.3.1 SimWindFarm環(huán)境風(fēng)場(chǎng)建模
2.3.2 雨流計(jì)數(shù)法
2.3.3 風(fēng)機(jī)葉片材料玻璃鋼的S-N曲線
2.3.4 線性疲勞積累損傷理論
2.3.5 風(fēng)機(jī)的壽命預(yù)測(cè)
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于產(chǎn)能最大化的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
3.1 風(fēng)機(jī)的運(yùn)行模式
3.1.1 常規(guī)運(yùn)行模式
3.1.2 降額運(yùn)行模式
3.2 基于產(chǎn)能最大化的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
3.2.1 策略B的數(shù)學(xué)化
3.2.2 粒子群算法
3.3 仿真實(shí)驗(yàn)分析
3.3.1 場(chǎng)景一
3.3.2 場(chǎng)景二
3.3.3 場(chǎng)景三
3.3.4 場(chǎng)景四
3.4 本章小結(jié)
第四章 兼顧產(chǎn)能與疲勞分布的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
4.1 兼顧產(chǎn)能與疲勞分布的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
4.1.1 策略C的數(shù)學(xué)化
4.1.2 粒子群算法
4.2 仿真實(shí)驗(yàn)分析
4.2.1 場(chǎng)景一
4.2.2 場(chǎng)景二
4.2.3 場(chǎng)景三
4.2.4 場(chǎng)景四
4.3 本章小結(jié)
第五章 基于單位發(fā)電折現(xiàn)成本最小化的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
5.1 基于單位發(fā)電折現(xiàn)成本最小化的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
5.1.1 策略D的數(shù)學(xué)描述
5.1.2 粒子群算法流程
5.2 仿真實(shí)驗(yàn)分析
5.2.1 風(fēng)機(jī)壽命的預(yù)測(cè)結(jié)果
5.2.2 場(chǎng)景一
5.2.3 場(chǎng)景二
5.2.4 場(chǎng)景三
5.2.5 場(chǎng)景四
5.3 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望(下)[J]. 電器工業(yè). 2019(09)
[2]2018年我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)及2019年展望[J]. 韓雪,陶冶. 中國(guó)能源. 2019(05)
[3]基于尾流效應(yīng)影響的風(fēng)電場(chǎng)選址規(guī)劃研究[J]. 張翔,張永剛,尉孟濤. 工程技術(shù)研究. 2018(12)
[4]2017年新能源和可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究[J]. 封紅麗. 電器工業(yè). 2018(08)
[5]基于多Agent協(xié)作控制的風(fēng)電場(chǎng)功率調(diào)度策略[J]. 肖運(yùn)啟,張曉航,苗田銀,孫燕平. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2018(07)
[6]考慮尾流效應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)化控制技術(shù)研究[J]. 顧波,胡昊,劉永前,張洋,康順. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2018(02)
[7]基于發(fā)電成本和疲勞均勻性的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略研究[J]. 魏媛,許帥,汪建文,許昌,丁佳煜,楊杰. 可再生能源. 2017(12)
[8]基于混合整數(shù)線性規(guī)劃的風(fēng)電場(chǎng)有功優(yōu)化調(diào)度[J]. 孫輝,徐箭,孫元章,易先坤. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(22)
[9]基于風(fēng)電場(chǎng)輸出功率效率的尾流效應(yīng)定量分析[J]. 洪悅,張立瑾,錢致淵,林道榮,陳錦翔. 高師理科學(xué)刊. 2016(06)
[10]國(guó)內(nèi)外風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)比較研究[J]. 戴慧珠,遲永寧. 中國(guó)電力. 2012(10)
博士論文
[1]考慮尾流和電氣損耗的風(fēng)電場(chǎng)有功功率提升控制策略研究[D]. 李麗霞.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
[2]風(fēng)電場(chǎng)疲勞分布和有功功率的統(tǒng)一控制[D]. 蘇永新.湘潭大學(xué) 2014
碩士論文
[1]風(fēng)電場(chǎng)有功功率優(yōu)化控制研究[D]. 李林.上海電機(jī)學(xué)院 2015
[2]大型風(fēng)機(jī)葉片的疲勞壽命估算[D]. 閆景玉.南京航空航天大學(xué) 2013
本文編號(hào):3152516
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景與意義
1.1.1 研究工作的背景
1.1.2 研究工作的意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
1.2.1 關(guān)注產(chǎn)能的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略研究
1.2.2 關(guān)注疲勞的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略研究
1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型
2.1 風(fēng)能捕獲模型
2.1.1 風(fēng)力機(jī)模型
2.1.2 尾流效應(yīng)模型
2.2 風(fēng)機(jī)疲勞綜合評(píng)估模型
2.2.1 工作疲勞載荷水平
2.2.2 風(fēng)湍流疲勞載荷水平
2.2.3 疲勞系數(shù)
2.3 風(fēng)機(jī)壽命預(yù)測(cè)模型
2.3.1 SimWindFarm環(huán)境風(fēng)場(chǎng)建模
2.3.2 雨流計(jì)數(shù)法
2.3.3 風(fēng)機(jī)葉片材料玻璃鋼的S-N曲線
2.3.4 線性疲勞積累損傷理論
2.3.5 風(fēng)機(jī)的壽命預(yù)測(cè)
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于產(chǎn)能最大化的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
3.1 風(fēng)機(jī)的運(yùn)行模式
3.1.1 常規(guī)運(yùn)行模式
3.1.2 降額運(yùn)行模式
3.2 基于產(chǎn)能最大化的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
3.2.1 策略B的數(shù)學(xué)化
3.2.2 粒子群算法
3.3 仿真實(shí)驗(yàn)分析
3.3.1 場(chǎng)景一
3.3.2 場(chǎng)景二
3.3.3 場(chǎng)景三
3.3.4 場(chǎng)景四
3.4 本章小結(jié)
第四章 兼顧產(chǎn)能與疲勞分布的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
4.1 兼顧產(chǎn)能與疲勞分布的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
4.1.1 策略C的數(shù)學(xué)化
4.1.2 粒子群算法
4.2 仿真實(shí)驗(yàn)分析
4.2.1 場(chǎng)景一
4.2.2 場(chǎng)景二
4.2.3 場(chǎng)景三
4.2.4 場(chǎng)景四
4.3 本章小結(jié)
第五章 基于單位發(fā)電折現(xiàn)成本最小化的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
5.1 基于單位發(fā)電折現(xiàn)成本最小化的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略
5.1.1 策略D的數(shù)學(xué)描述
5.1.2 粒子群算法流程
5.2 仿真實(shí)驗(yàn)分析
5.2.1 風(fēng)機(jī)壽命的預(yù)測(cè)結(jié)果
5.2.2 場(chǎng)景一
5.2.3 場(chǎng)景二
5.2.4 場(chǎng)景三
5.2.5 場(chǎng)景四
5.3 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望(下)[J]. 電器工業(yè). 2019(09)
[2]2018年我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)及2019年展望[J]. 韓雪,陶冶. 中國(guó)能源. 2019(05)
[3]基于尾流效應(yīng)影響的風(fēng)電場(chǎng)選址規(guī)劃研究[J]. 張翔,張永剛,尉孟濤. 工程技術(shù)研究. 2018(12)
[4]2017年新能源和可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究[J]. 封紅麗. 電器工業(yè). 2018(08)
[5]基于多Agent協(xié)作控制的風(fēng)電場(chǎng)功率調(diào)度策略[J]. 肖運(yùn)啟,張曉航,苗田銀,孫燕平. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2018(07)
[6]考慮尾流效應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)化控制技術(shù)研究[J]. 顧波,胡昊,劉永前,張洋,康順. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2018(02)
[7]基于發(fā)電成本和疲勞均勻性的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略研究[J]. 魏媛,許帥,汪建文,許昌,丁佳煜,楊杰. 可再生能源. 2017(12)
[8]基于混合整數(shù)線性規(guī)劃的風(fēng)電場(chǎng)有功優(yōu)化調(diào)度[J]. 孫輝,徐箭,孫元章,易先坤. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(22)
[9]基于風(fēng)電場(chǎng)輸出功率效率的尾流效應(yīng)定量分析[J]. 洪悅,張立瑾,錢致淵,林道榮,陳錦翔. 高師理科學(xué)刊. 2016(06)
[10]國(guó)內(nèi)外風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)比較研究[J]. 戴慧珠,遲永寧. 中國(guó)電力. 2012(10)
博士論文
[1]考慮尾流和電氣損耗的風(fēng)電場(chǎng)有功功率提升控制策略研究[D]. 李麗霞.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
[2]風(fēng)電場(chǎng)疲勞分布和有功功率的統(tǒng)一控制[D]. 蘇永新.湘潭大學(xué) 2014
碩士論文
[1]風(fēng)電場(chǎng)有功功率優(yōu)化控制研究[D]. 李林.上海電機(jī)學(xué)院 2015
[2]大型風(fēng)機(jī)葉片的疲勞壽命估算[D]. 閆景玉.南京航空航天大學(xué) 2013
本文編號(hào):3152516
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