風電場機組優(yōu)化布局作為風電工程建設項目的前期工程,對風電場發(fā)電能力及經濟效益起著決定性作用。風電機組的產能及疲勞損傷是優(yōu)化布局的重要參考指標,由于機組排布而產生的尾流風速和附加湍流強度對其產生重要影響。因此,本文將重點研究適合工程運用同時又保證具有較高計算精度的風電場尾流模型,量化分析附加湍流對風電機組產能及疲勞損傷的影響。綜合風電場尾流造成的產能損失、風電場發(fā)電量、尾流區(qū)附加湍流強度、風電場建設及運維成本等因素,采用遺傳算法對風電場機組布局實現(xiàn)多目標的優(yōu)化。主要研究工作及結論如下:1、針對軸向尾流模型及徑向尾流模型的不足,提出了一種新的二維改進尾流模型,該尾流模型即考慮了尾流徑向風速的非均勻分布,又考慮了軸向控制體側面空氣流量變化對尾流風速的影響。采用Jensen尾流模型、軸向尾流模型、徑向尾流模型及本文提出的二維尾流模型計算風電場的產能,結合江蘇省某風電場的實際產能進行分析,驗證了本文提出的二維改進尾流模型在風電場產能估算上具有較好的計算精度。2、通過風電場產能計算結果的對比,總結了尾流損失的主要影響因素:1、風電機組間距的大小,其間距越大尾流損失越小;2、尾流風速在全年風速中所占... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?２００４年？２０１６年國內風電累計裝機容量變化圖??

近十幾年來，在國家政策的支持和風力發(fā)電技術逐漸成熟的趨勢下，風電產業(yè)得到??了長足的發(fā)展。風電機組的單臺發(fā)電容量逐漸增大，其葉輪直徑增至百米以上；風電場??的安裝規(guī)模也達到幾十甚至上百臺，圖１．３為某風電場現(xiàn)場效果圖，圖１．４為某風電場??尾流效應示意圖。對于包含幾十甚至上百臺機組的風電場來說，多臺機組在各風向上互??相干擾，尾流影響會更加復雜。有研究表明，尾流效應的存在會導致風電場發(fā)電能力降??低１５％？５０％［６］。我國風電場運行情況的調查結果顯示：大部分風電場的年平均容量系??數(shù)在０．２１？０．２４之間，有些風電場單機年平均容量系數(shù)僅在０．１６？０．１８。目前許多風電??場建成投產后實際的年發(fā)電量比預測值要低２０％？３０％，還有極少數(shù)風電場甚至低達??４０％［７］。風電場年發(fā)電量是風電場運營指標的一個重要量化參數(shù)，尾流效應的模擬精度??直接決定風電場年發(fā)電量的評估精度，其精度的高低對風電場風電機組的排布設計有重??要的影響。因此開展風電機組尾流研究對于風電場優(yōu)化布局至關重要。??風電場自然來流風經過上風向機組后，在尾流區(qū)會產生附加湍流，從而導致尾流區(qū)??湍流強度增強。尾流區(qū)湍流強度的增強會對下游風電機組齒輪箱帶來額外的疲勞載荷

ｍｍ??圖１．３風電場現(xiàn)場效果圖?圖１．４風電場尾流效應示意圖??１．２研究現(xiàn)狀??１．２．１尾流麵研宄現(xiàn)狀??風電場尾流模型是描述自然來流風經過風電機組后尾流區(qū)域速度分布特性的數(shù)學??模型ｍ。根據(jù)尾流模型推導的依據(jù)，將尾流模型分為基于工程運用的Ｍ流模型和基于??ＣＦＤ計算方法的尾流模型［１（）］。??３??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3454550