發(fā)布時(shí)間：2020-03-31 08:08

【摘要】：中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)因清潔和便于分布式電網(wǎng)補(bǔ)充等獨(dú)特的特點(diǎn)在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)扮演著不可替代的作用。風(fēng)力發(fā)電測(cè)試技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)相輔相成,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步離不開風(fēng)力發(fā)電測(cè)試技術(shù)的提高。本課題在山東東營(yíng)沿海地區(qū)建立中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng),規(guī)劃布置風(fēng)力機(jī)機(jī)位,設(shè)計(jì)最優(yōu)風(fēng)力機(jī)機(jī)位布置方案。使被測(cè)風(fēng)力機(jī)合理利用風(fēng)資源,在最短時(shí)間內(nèi)完成IEC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。在此基礎(chǔ)上縮小測(cè)試場(chǎng)占地面積,增加發(fā)電量,有效提高中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。課題要求被選機(jī)型為1.5kW和3kW五葉片小型風(fēng)力機(jī)、5kW下風(fēng)向傘形風(fēng)力機(jī)、10kW、30kW和100kW三葉片普通水平軸風(fēng)力機(jī)。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)進(jìn)行風(fēng)資源評(píng)估,得到中小型風(fēng)電場(chǎng)盛行風(fēng)向?yàn)镋SS(東南南)方向,第二主風(fēng)向?yàn)镹E(東北)方向。根據(jù)風(fēng)資源分布、場(chǎng)地評(píng)估結(jié)果及IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)被選六臺(tái)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行機(jī)位布置規(guī)劃,得到中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)風(fēng)力機(jī)機(jī)位初步布置方案。根據(jù)IEC61400-12-1:2005中對(duì)風(fēng)力機(jī)風(fēng)向有效扇區(qū)的計(jì)算,對(duì)中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)初步布置方案下的風(fēng)力機(jī)進(jìn)行風(fēng)向有效扇區(qū)計(jì)算,得到每臺(tái)風(fēng)力機(jī)的風(fēng)向有效測(cè)試扇區(qū)。并對(duì)中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)進(jìn)行功率輸出特性測(cè)試及發(fā)電量計(jì)算和尾流的損失計(jì)算。分別對(duì)六臺(tái)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行尾流速度的數(shù)值計(jì)算,得到各風(fēng)力機(jī)輪轂高度處尾流縱向及橫向分布特征。建立以盛行風(fēng)向和第二主風(fēng)向?yàn)槿肟陲L(fēng)向的兩種方案對(duì)風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)六臺(tái)風(fēng)力機(jī)機(jī)位布置方案進(jìn)行模擬計(jì)算,對(duì)比單臺(tái)風(fēng)力機(jī)尾流速度分布特征,得到測(cè)試場(chǎng)風(fēng)力機(jī)之間干擾現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)第二主風(fēng)向下,BF機(jī)位風(fēng)力機(jī)與CD機(jī)位風(fēng)力機(jī)尾流干擾較為嚴(yán)重。對(duì)BF機(jī)位風(fēng)力機(jī)與CD機(jī)位風(fēng)力機(jī)的位置以及尾流分布深入剖析,發(fā)現(xiàn)F機(jī)位風(fēng)力機(jī)與D機(jī)位風(fēng)力機(jī)分別位于B機(jī)位風(fēng)力機(jī)與C機(jī)位風(fēng)力機(jī)下游72.65m和108.93m位置尾流處�？紤]盛行風(fēng)向與第二主風(fēng)向,加入第三風(fēng)向WN(西北)方向?qū)χ行⌒惋L(fēng)電測(cè)試場(chǎng)風(fēng)力機(jī)機(jī)位初步布置方案進(jìn)行調(diào)整,得到中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)優(yōu)化布置方案,并利用CFD數(shù)值模擬對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證,及發(fā)電量及尾流損失進(jìn)行計(jì)算,得到中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)風(fēng)力機(jī)機(jī)位最優(yōu)布置方案。本課題根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)六臺(tái)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行機(jī)位布置,得到中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)初步布置方案,對(duì)初步布置方案下的風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了功率特性測(cè)試及發(fā)電量和尾流損失計(jì)算。利用CFD數(shù)值模擬方法對(duì)初步布置方案進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整,得到中小型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)最優(yōu)布置方案。課題順利完成,對(duì)中小型風(fēng)力機(jī)機(jī)位布置在工程實(shí)踐中的應(yīng)用提供一定指導(dǎo)意義。
【圖文】：

本章著重對(duì)風(fēng)能參數(shù)的統(tǒng)計(jì)評(píng)估及風(fēng)能析。氣象預(yù)報(bào)中加入“偏”風(fēng)來表示風(fēng)向在某個(gè)向左右擺動(dòng)，則稱為偏北風(fēng)。在風(fēng)向測(cè)量中，16 和 36 方位圖。以 16 方位圖為例，，從 N 開ENE、E、ESE、SE、SSE、S、SSW、SW、對(duì)應(yīng)為：北、北東北、東北、東東北、東、南、西西南、西、西西北、西北和北西北方北方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，每 22.5°），16 方位風(fēng)向表示如圖 2-1 所示。 100%總觀測(cè)次數(shù)出現(xiàn)次數(shù)（2-1）

圖 3-1 10m 高度處測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)Fig. 3-1 Measurement data at the height of 10m基于 WASP 軟件的格式需要，需用區(qū)間法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即將數(shù)據(jù)采集間隔鐘記錄一次，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，采集數(shù)據(jù)數(shù)目為 52560；有效數(shù)據(jù)為 50895；缺測(cè)及共計(jì) 1665 個(gè)，數(shù)據(jù)完整率達(dá) 96.83%，大于 90%，屬于完整數(shù)據(jù)。將采集的風(fēng)向和風(fēng)速數(shù)據(jù)通過處理計(jì)算后可得表示風(fēng)向分布規(guī)律的風(fēng)向玫速頻率分布曲線。利用 WASP 軟件的 OWC Wizard 模塊進(jìn)行測(cè)試場(chǎng)的風(fēng)向處理，得到測(cè)試場(chǎng)風(fēng)向玫瑰圖和 Weibull 風(fēng)頻分布曲線。如圖 3-2 所示，是型風(fēng)電測(cè)試場(chǎng) 10m 高度處全年測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)風(fēng)譜圖。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：F426.61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2608808