風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組優(yōu)化布局作為風(fēng)電工程建設(shè)項(xiàng)目的前期工程,對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電能力及經(jīng)濟(jì)效益起著決定性作用。風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)能及疲勞損傷是優(yōu)化布局的重要參考指標(biāo),由于機(jī)組排布而產(chǎn)生的尾流風(fēng)速和附加湍流強(qiáng)度對(duì)其產(chǎn)生重要影響。因此,本文將重點(diǎn)研究適合工程運(yùn)用同時(shí)又保證具有較高計(jì)算精度的風(fēng)電場(chǎng)尾流模型,量化分析附加湍流對(duì)風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)能及疲勞損傷的影響。綜合風(fēng)電場(chǎng)尾流造成的產(chǎn)能損失、風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量、尾流區(qū)附加湍流強(qiáng)度、風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)及運(yùn)維成本等因素,采用遺傳算法對(duì)風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組布局實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的優(yōu)化。主要研究工作及結(jié)論如下:1、針對(duì)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(jìn)尾流模型,該尾流模型即考慮了尾流徑向風(fēng)速的非均勻分布,又考慮了軸向控制體側(cè)面空氣流量變化對(duì)尾流風(fēng)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(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的產(chǎn)能,結(jié)合江蘇省某風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際產(chǎn)能進(jìn)行分析,驗(yàn)證了本文提出的二維改進(jìn)尾流模型在風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)能估算上具有較好的計(jì)算精度。2、通過風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)能計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,總結(jié)了尾流損失的主要影響因素:1、風(fēng)電機(jī)組間距的大小,其間距越大尾流損失越小;2、尾流風(fēng)速在全年風(fēng)速中所占... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?２００４年？２０１６年國內(nèi)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量變化圖??

近十幾年來，在國家政策的支持和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)逐漸成熟的趨勢(shì)下，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到??了長(zhǎng)足的發(fā)展。風(fēng)電機(jī)組的單臺(tái)發(fā)電容量逐漸增大，其葉輪直徑增至百米以上；風(fēng)電場(chǎng)??的安裝規(guī)模也達(dá)到幾十甚至上百臺(tái)，圖１．３為某風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)效果圖，圖１．４為某風(fēng)電場(chǎng)??尾流效應(yīng)示意圖。對(duì)于包含幾十甚至上百臺(tái)機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)來說，多臺(tái)機(jī)組在各風(fēng)向上互??相干擾，尾流影響會(huì)更加復(fù)雜。有研究表明，尾流效應(yīng)的存在會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電能力降??低１５％？５０％［６］。我國風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行情況的調(diào)查結(jié)果顯示：大部分風(fēng)電場(chǎng)的年平均容量系??數(shù)在０．２１？０．２４之間，有些風(fēng)電場(chǎng)單機(jī)年平均容量系數(shù)僅在０．１６？０．１８。目前許多風(fēng)電??場(chǎng)建成投產(chǎn)后實(shí)際的年發(fā)電量比預(yù)測(cè)值要低２０％？３０％，還有極少數(shù)風(fēng)電場(chǎng)甚至低達(dá)??４０％［７］。風(fēng)電場(chǎng)年發(fā)電量是風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營指標(biāo)的一個(gè)重要量化參數(shù)，尾流效應(yīng)的模擬精度??直接決定風(fēng)電場(chǎng)年發(fā)電量的評(píng)估精度，其精度的高低對(duì)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的排布設(shè)計(jì)有重??要的影響。因此開展風(fēng)電機(jī)組尾流研究對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)化布局至關(guān)重要。??風(fēng)電場(chǎng)自然來流風(fēng)經(jīng)過上風(fēng)向機(jī)組后，在尾流區(qū)會(huì)產(chǎn)生附加湍流，從而導(dǎo)致尾流區(qū)??湍流強(qiáng)度增強(qiáng)。尾流區(qū)湍流強(qiáng)度的增強(qiáng)會(huì)對(duì)下游風(fēng)電機(jī)組齒輪箱帶來額外的疲勞載荷

ｍｍ??圖１．３風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)效果圖?圖１．４風(fēng)電場(chǎng)尾流效應(yīng)示意圖??１．２研究現(xiàn)狀??１．２．１尾流麵研宄現(xiàn)狀??風(fēng)電場(chǎng)尾流模型是描述自然來流風(fēng)經(jīng)過風(fēng)電機(jī)組后尾流區(qū)域速度分布特性的數(shù)學(xué)??模型ｍ。根據(jù)尾流模型推導(dǎo)的依據(jù)，將尾流模型分為基于工程運(yùn)用的Ｍ流模型和基于??ＣＦＤ計(jì)算方法的尾流模型［１（）］。??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]變風(fēng)況下風(fēng)電齒輪箱疲勞損傷評(píng)估研究[J]. 陳浪,邱穎寧,馮延暉,徐伊麗.  可再生能源. 2017(09)
[2]基于ANSYS兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片疲勞壽命分析[J]. 司敏劼,陳振斌,鄭玉巧.  現(xiàn)代制造工程. 2016(10)
[3]風(fēng)電場(chǎng)復(fù)雜地形效應(yīng)的數(shù)值模擬及微觀選址[J]. 楊祥生,趙寧,田琳琳.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[4]基于Park-Gauss模型的風(fēng)場(chǎng)尾流數(shù)值模擬[J]. 楊祥生,趙寧,田琳琳,朱君.  太陽能學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]風(fēng)切變對(duì)風(fēng)力機(jī)尾流湍流特征影響的研究[J]. 侯亞麗,汪建文,王強(qiáng),王鑫廳.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(16)
[6]大型風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組分組方法研究綜述[J]. 沈小軍,周沖成,呂洪.  電氣工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]隨機(jī)風(fēng)載下齒輪副接觸疲勞裂紋萌生壽命研究[J]. 許洪斌,馮寧寧,楊長(zhǎng)輝,刁富強(qiáng).  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(06)
[8]半經(jīng)驗(yàn)風(fēng)力機(jī)尾流模型的研究[J]. 張曉東,張鎮(zhèn).  太陽能學(xué)報(bào). 2014(01)
[9]風(fēng)能工程中流體力學(xué)問題的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 黎作武,賀德馨.  力學(xué)進(jìn)展. 2013(05)
[10]復(fù)雜地形風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組布局優(yōu)化[J]. 田琳琳,趙寧,武從海,沈志偉.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)

碩士論文
[1]湍流風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組齒輪箱齒輪疲勞分析[D]. 徐伊麗.南京理工大學(xué) 2016
[2]大型風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組尾流模型及其應(yīng)用研究[D]. 唐田.華北電力大學(xué) 2015
[3]大型風(fēng)電機(jī)組齒輪箱齒輪的疲勞壽命分析與預(yù)測(cè)[D]. 田雪.華北電力大學(xué) 2014
[4]風(fēng)電傳動(dòng)鏈關(guān)鍵件載荷及疲勞技術(shù)研究[D]. 張晨虬.浙江大學(xué) 2013
[5]文化微粒群算法及其在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估中的應(yīng)用[D]. 劉翔.華東理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3454550