【摘要】：風能是一種可再生的清潔能源,通過風力發(fā)電機將風能轉換成電能。風力發(fā)電機的葉片是實現(xiàn)風能轉換成電能的關鍵部件，葉片的氣動外形結構設計決定了風力機的轉換效率,進而要對風力機葉片的外形結構進行優(yōu)化： 本文根據(jù)風力發(fā)電機的工作原理,建立風力機葉片優(yōu)化設計的數(shù)學模型�？紤]到風場風速的概率分布,以NM1.3MW型水平軸風力機為例采用改進的遺傳算法的對風力機的葉片進行了優(yōu)化設計。以葉片每段年輸出功率最大為目標函數(shù)；葉片的弦長和扭角為設計變量；把葉片切分成5個段,利用MATLAB優(yōu)化工具箱求出每段的最大功率,進而確定每段葉片截面處的弦長和扭角的最佳值,并與傳統(tǒng)遺傳算法的計算結果進行了比較。 在不同的風速下,設計出的葉片功率比實例中的葉片功率都有一定程度的提高。采用的改進遺傳算法與傳統(tǒng)的遺傳算法相比,結果發(fā)現(xiàn)：改進后的遺傳算法可以選用更小的種群,運算次數(shù)更少,收斂速度更快,精度更高。實驗結果為：截面1處的弦長為2.15m,扭角為5.24度；截面3處的弦長為1.98m,扭角為5.12度；截面5處的弦長為1.02m,扭角為2.06度。當風速為5m/s時,設計的葉片功率為62.208kw,實例的葉片功率為30.280 kw風速為15m/s時,設計的葉片功率為1146.000 kw,實例的葉片功率為1278.000 kw；風速為25m/s時,設計葉片功率為890.901 kw,實例葉片功率為832.379 kw。 通過將設計出的葉片和實例給的葉片的功率對比,改進遺產(chǎn)算法的收斂圖和一般遺傳算法的收斂圖對比,說明了改進遺傳算法在風機葉片設計方面的實用性和優(yōu)越性,也說明了改進遺傳算法要比一般遺傳算法在多目標函數(shù)中具有更高的實用價值。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TK83

【參考文獻】

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1 鄧小凌,馮志文;我國風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀、問題與對策[J];電力環(huán)境保護;2001年03期

2 周春平,孫瑤廷,白旭;當今世界風力發(fā)電最新動向[J];發(fā)電設備;2001年03期

3 張建民;風力發(fā)電在國外的發(fā)展現(xiàn)狀及在我國的發(fā)展前景[J];甘肅科技;2000年02期

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1 劉翠;風力機葉片的優(yōu)化設計及其動力學特性分析[D];吉林大學;2005年

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本文編號：2686636