風(fēng)電場機(jī)組優(yōu)化布局作為風(fēng)電工程建設(shè)項目的前期工程,對風(fēng)電場發(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)度對其產(chǎn)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(fēng)電場尾流模型,量化分析附加湍流對風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)能及疲勞損傷的影響。綜合風(fēng)電場尾流造成的產(chǎn)能損失、風(fēng)電場發(fā)電量、尾流區(qū)附加湍流強(qiáng)度、風(fēng)電場建設(shè)及運維成本等因素,采用遺傳算法對風(fēng)電場機(jī)組布局實現(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算風(fēng)電場的產(chǎn)能,結(jié)合江蘇省某風(fēng)電場的實際產(chǎn)能進(jìn)行分析,驗證了本文提出的二維改進(jìn)尾流模型在風(fēng)電場產(chǎn)能估算上具有較好的計算精度。2、通過風(fēng)電場產(chǎn)能計算結(jié)果的對比,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)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?２００４年？２０１６年國內(nèi)風(fēng)電累計裝機(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)逐漸成熟的趨勢下，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到??了長足的發(fā)展。風(fēng)電機(jī)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(fēng)電場??的安裝規(guī)模也達(dá)到幾十甚至上百臺，圖１．３為某風(fēng)電場現(xiàn)場效果圖，圖１．４為某風(fēng)電場??尾流效應(yīng)示意圖。對于包含幾十甚至上百臺機(jī)組的風(fēng)電場來說，多臺機(jī)組在各風(fēng)向上互??相干擾，尾流影響會更加復(fù)雜。有研究表明，尾流效應(yīng)的存在會導(dǎo)致風(fēng)電場發(fā)電能力降??低１５％？５０％［６］。我國風(fēng)電場運行情況的調(diào)查結(jié)果顯示：大部分風(fēng)電場的年平均容量系??數(shù)在０．２１？０．２４之間，有些風(fēng)電場單機(jī)年平均容量系數(shù)僅在０．１６？０．１８。目前許多風(fēng)電??場建成投產(chǎn)后實際的年發(fā)電量比預(yù)測值要低２０％？３０％，還有極少數(shù)風(fēng)電場甚至低達(dá)??４０％［７］。風(fēng)電場年發(fā)電量是風(fēng)電場運營指標(biāo)的一個重要量化參數(shù)，尾流效應(yīng)的模擬精度??直接決定風(fēng)電場年發(fā)電量的評估精度，其精度的高低對風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組的排布設(shè)計有重??要的影響。因此開展風(fēng)電機(jī)組尾流研究對于風(fēng)電場優(yōu)化布局至關(guān)重要。??風(fēng)電場自然來流風(fēng)經(jīng)過上風(fēng)向機(jī)組后，在尾流區(qū)會產(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)會對下游風(fēng)電機(jī)組齒輪箱帶來額外的疲勞載荷

ｍｍ??圖１．３風(fēng)電場現(xiàn)場效果圖?圖１．４風(fēng)電場尾流效應(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(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[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[D]. 田雪.華北電力大學(xué) 2014
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本文編號：3454550