本文關(guān)鍵詞：大型風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組尾流模型及其應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 尾流效應(yīng) 尾流模型 迭加模型 高斯分布 風(fēng)電場微觀選址

【摘要】：截止到2014年底,全球發(fā)電量約有4%來源于風(fēng)電,據(jù)預(yù)計,風(fēng)電發(fā)電量在2020年將會翻一倍,而到了2030年,風(fēng)電的發(fā)電量有望突破到全球發(fā)電比例的20%。隨著風(fēng)電的迅速發(fā)展,降低風(fēng)電場發(fā)電過程中各項發(fā)電損失變得尤為重要；尾流效應(yīng)則是風(fēng)電場能量損失中一個相當(dāng)重要的因素,占據(jù)著很大的比重。降低尾流效應(yīng)在風(fēng)力發(fā)風(fēng)電場中的發(fā)電損失,一直是備受人們關(guān)注的課題。在風(fēng)力發(fā)電場微觀選址過程當(dāng)中,風(fēng)電機(jī)組的排布方式將直接影響到每臺風(fēng)力機(jī)的來流風(fēng)特性。自然來流風(fēng)流經(jīng)上游風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪進(jìn)行做功,到達(dá)下游風(fēng)力機(jī)后風(fēng)速和做功能力都會有所下降,產(chǎn)生尾流效應(yīng),因此,研究和選擇合理的風(fēng)力機(jī)排布方式對于提高風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率具有顯著作用。目前,國內(nèi)外用于風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化排布的尾流模型主要是一維線性、非線性模型及其迭加模型；為了提高計算精度和更加貼近實際情況,我們采用動能定理、葉素動量理論與高斯分布和歐拉輸運(yùn)方程相結(jié)合,推導(dǎo)了完整的三維非線性高斯尾流模型及其迭加模型,對單臺風(fēng)力機(jī)尾流速度分布、功率預(yù)測及多臺風(fēng)力機(jī)迭加情況下的功率預(yù)測進(jìn)行了研究計算,在基于對所得結(jié)論的分析下,指導(dǎo)了風(fēng)電場的微觀選址工作,達(dá)到了提高風(fēng)力發(fā)電場整體經(jīng)濟(jì)效益的目的。本文基于MATLAB軟件編寫相關(guān)程序?qū)Ω黝愇擦鲉栴}進(jìn)行了研究計算,將風(fēng)洞試驗、風(fēng)電場運(yùn)行數(shù)據(jù)及各類數(shù)值模擬結(jié)果與計算結(jié)果進(jìn)行了對比分析。結(jié)論表明,推導(dǎo)建立出的完整高斯尾流模型及其迭加模型更加可靠、合理,可應(yīng)用于實際工程計算,指導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電場微觀選址及優(yōu)化布置工作,提高風(fēng)力發(fā)風(fēng)電場的整體經(jīng)濟(jì)效益。
【關(guān)鍵詞】：尾流效應(yīng) 尾流模型 迭加模型 高斯分布 風(fēng)電場微觀選址
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 課題的研究背景及意義9-11
• 1.2 尾流效應(yīng)11
• 1.3 尾流模型相關(guān)理論和發(fā)展11-14
• 1.3.1 尾流模型的分類和特點(diǎn)11-12
• 1.3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 代表尾流模型和數(shù)值計算方法14-18
• 1.4.1 基于勢流理論的半經(jīng)驗公式14-16
• 1.4.2 軸對稱渦流粘性理論16-17
• 1.4.3 基于CFD的數(shù)值模擬17-18
• 1.4.4 小結(jié)18
• 1.5 風(fēng)電場微觀選址優(yōu)化布置相關(guān)理論18-19
• 1.5.1 風(fēng)電場微觀選址19
• 1.5.2 微觀選址基本原則19
• 1.5.3 計算步驟19
• 1.6 本文主要工作19-21
• 第2章 高斯尾流模型及其迭加模型的推導(dǎo)建立21-38
• 2.1 高斯速度尾流模型21-28
• 2.1.1 高斯分布21-22
• 2.1.2 一維動量理論22-24
• 2.1.3 速度尾流模型的推導(dǎo)24-26
• 2.1.4 將速度尾流模型高斯化26-28
• 2.2 高斯功率模型28-30
• 2.2.1 風(fēng)能和風(fēng)功率28
• 2.2.2 高斯功率模型推導(dǎo)28-30
• 2.3 迭加模型30-38
• 2.3.1 迭加模型相關(guān)理論30
• 2.3.2 基于以風(fēng)電機(jī)組為控制體的歐拉輸運(yùn)公式推導(dǎo)30-32
• 2.3.3 高斯速度迭加模型推導(dǎo)32-34
• 2.3.4 基于迭加模型進(jìn)行優(yōu)化布置的相關(guān)計算推導(dǎo)34-38
• 第3章 計算軟件及計算結(jié)果38-48
• 3.1 計算軟件及所編計算程序38-39
• 3.1.1 軟件簡要介紹及本文中的應(yīng)用38
• 3.1.2 速度模型38
• 3.1.3 功率模型38
• 3.1.4 迭加模型38
• 3.1.5 優(yōu)化布置模型38-39
• 3.2 計算及結(jié)果分析39-48
• 3.2.1 速度模型相關(guān)計算比較及結(jié)果分析39-41
• 3.2.2 高斯功率模型相關(guān)計算及結(jié)果分析41-45
• 3.2.3 高斯迭加模型相關(guān)計算及結(jié)果分析45-46
• 3.2.4 風(fēng)力機(jī)優(yōu)化布置相關(guān)計算及結(jié)果分析46-48
• 第4章 結(jié)論與展望48-50
• 4.1 主要成果結(jié)論48-49
• 4.2 展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作54-55
• 致謝55

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 蘇勛文;趙振兵;陳盈今;白本質(zhì);;尾流效應(yīng)和時滯對風(fēng)電場輸出特性的影響[J];電測與儀表;2010年03期

2 賈彥;劉璇;李華;任哲;趙文武;;考慮尾流效應(yīng)對風(fēng)電場機(jī)組布局的影響分析[J];可再生能源;2014年04期

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本文編號：722383