2024中國可再生能源大會:基于新型尾流模型的風(fēng)電場三維布局優(yōu)化研究_第1頁
2024中國可再生能源大會:基于新型尾流模型的風(fēng)電場三維布局優(yōu)化研究_第2頁
2024中國可再生能源大會:基于新型尾流模型的風(fēng)電場三維布局優(yōu)化研究_第3頁
2024中國可再生能源大會:基于新型尾流模型的風(fēng)電場三維布局優(yōu)化研究_第4頁
2024中國可再生能源大會:基于新型尾流模型的風(fēng)電場三維布局優(yōu)化研究_第5頁
已閱讀5頁,還剩27頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

基于新型尾流模型的風(fēng)電場三維布局優(yōu)化研究匯報人:江盛愷作者:江盛愷,田琳琳,趙寧日期:2024年8月17日2尾流模型及驗證3布局優(yōu)化問題及算法4結(jié)果討論2研究背景l(fā)下游機組l下游機組輸出功率降低l影響下游機組的疲勞載荷、結(jié)構(gòu)性能和使用壽命l下游風(fēng)速降低l湍流強度增加l風(fēng)切變加劇HornsRev海上風(fēng)電場尾流效應(yīng)3研究背景優(yōu)化前的風(fēng)電場布局優(yōu)化后的風(fēng)電場布局優(yōu)化后的風(fēng)電場布局pfarm提高12.4%pfarm提高12.4%a)風(fēng)資源評估b)風(fēng)力機尾流建模影響因素c)風(fēng)電場發(fā)電量計算影響因素d)優(yōu)化算法e)優(yōu)化目標(biāo)、優(yōu)化變量、優(yōu)化策略···研究背景數(shù)值模擬數(shù)值模擬一尺度一一尺度一工程模型用于描述風(fēng)力機尾流結(jié)構(gòu)(包括速度與湍流強度分布等)工程模型用于描述風(fēng)力機尾流結(jié)構(gòu)(包括速度與湍流強度分布等)的數(shù)學(xué)模型。l適用于基礎(chǔ)研究l適用于布局優(yōu)化風(fēng)力機周圍瞬態(tài)流場風(fēng)力機周圍時均流場5尾流模型及驗證該模型形式簡單,精度較高,在風(fēng)工程領(lǐng)域具有很強的實用性。Jensen模型指出,風(fēng)力機下游任意位置的尾流速度可以由風(fēng)力機的推力系數(shù)CT和衰減常數(shù)k來表示:u=uo[1—2a/(1+kx/r1)2]假設(shè)尾流沿下風(fēng)方向線性擴展,尾流膨脹系數(shù)k表示單位長度尾流寬度的增長程度。高帽(Top-Hat)分布尾流的每一個截面上風(fēng)速都是均勻分布、大小相等的,尾流的擴張呈現(xiàn)高帽分布。這與實際的尾流分布形式有所不同,導(dǎo)致高帽(Top-Hat)分布尾流模型及驗證IncomingwindNearwakeFarwakeIncomingwindNearwakeyU0wakevelocityUwakevelocityUw(x,y,z)wakevelocityUw(x,y,z)wakedeficitwakewakedeficit0xwake0xwakecenterprofilerwinflowprofilewakewakeexpanding垂向分布橫向分布垂向分布無量綱尾流虧損分布呈雙余弦分布水平方向呈對稱分布,而垂直方向由于風(fēng)切變表現(xiàn)出非對稱特征尾流模型及驗證尾流模型及驗證l0=6.9%Vestas-V802MW風(fēng)力機橫向和垂直剖面尾流預(yù)測尾流模型及驗證HornsRev風(fēng)電場布局及典型風(fēng)向尾流模型預(yù)測風(fēng)力機功率與SCADA實測數(shù)據(jù)對比來流3D-COU誤差Jensen誤差270°1.9%11%222°7.4%18.9%Vestas2MW風(fēng)力機功率、推力系數(shù)曲線布局優(yōu)化問題及算法u優(yōu)化變量風(fēng)力機二維坐標(biāo)和輪轂高度u優(yōu)化變量風(fēng)力機二維坐標(biāo)和輪轂高度X=[xi,yi,zi]i=1,2,…Nu風(fēng)力機成本模型基礎(chǔ)成本+線性成本C(h)u風(fēng)力機成本模型基礎(chǔ)成本+線性成本C(h)=Ch.h+Cbu單目標(biāo)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)最小化單位能源成本minimizeXu多目標(biāo)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)最小化成本最大化功率(ΣC(hi),—Ptotal(X))minimize0.3mZref60mcT0.8888rr20mpr680kWur13.0158m/schcb593.867k€Xu約束函數(shù)三維坐標(biāo)約束+最小間距約束10臺風(fēng)力機20臺風(fēng)力機布局優(yōu)化問題及算法pop粒子群算法優(yōu)化風(fēng)電場布局流程r(PikPx)粒子群算法優(yōu)化風(fēng)電場布局流程粒子速度和位置更新方法粒子新方向群體最優(yōu)方向c2粒子新方向慣性方向多目標(biāo)粒子群算法自適應(yīng)網(wǎng)格法個體最優(yōu)方向c1參數(shù)c1c2NgridpoNpo粒子群算法0.51.41.4/200200多目標(biāo)粒子群算法0.51.41.450*50200200結(jié)果討論Jensen3D-COU來流西風(fēng)(Jensen3D-COU多目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)值單目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的布局沿著風(fēng)向交錯排布,縱向保持距離單目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的布局CtotaI(MeCOCtotaI(MeCOΕ6.8421.00796.8421.0079尾流模型3D-COUJensenptotaI(MW6.7886.788Jensen和3D-COU的結(jié)果類似多目標(biāo)優(yōu)化的結(jié)果類似單目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)值單目標(biāo)粒子群算法結(jié)果討論Jensen3D-COU來流西風(fēng)(Jensen3D-COU多目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)值單目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的布局沿著風(fēng)向交錯排布,縱向保持距離單目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的布局CtotaI(MeCOCtotaI(MeCOΕ13.851.053613.671.0516尾流模型3D-COUJensenptotaI(MW13.14513Jensen比3D-COU結(jié)果低0.2%優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)值單目標(biāo)粒子群算法多目標(biāo)優(yōu)化在成本相對低的情況下,Jensen總功率比3D-COU高1.2%優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)值單目標(biāo)粒子群算法結(jié)果討論風(fēng)資源分布Jensen3D-COU尾流模型3D-COUJensenp尾流模型3D-COUJensenptotaI(MW5.5365.699CtotaI(MeCOΕ6.9371.2537.0951.245單目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)值單目標(biāo)粒子群算法多目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)值大部分風(fēng)力機分布在邊界上沿著主導(dǎo)風(fēng)向交錯排布大部分風(fēng)力機提高輪轂高度Jensen比3D-COU結(jié)果低0.64%,多目標(biāo)優(yōu)化中功率與成本呈線性關(guān)系Jensen總功率比3D-COU高1.2%,結(jié)果討論風(fēng)資源分布Jensen3D-COU多目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)值單目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的布局一半以上的風(fēng)力機分布在邊界上單目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化后的布局CtotaI(MeCOCtota

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論