基于高斯分布模型的风电机组群尾流效应计算

摘要

风能是一种清洁而稳定的新能源，在环境污染和温室气体排放日益严重的今天，风力发电成为全球公认的可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳经济增长的方案。在研究风力发电的过程中，风电机组的尾流效应是不可忽略的一项影响因素。
　　本文在已经推出高斯分布尾流模型的研究基础上，对实际风电场中的运行数据进行整理。结合实际米流条件，利用MATLAB软件针对该尾流模型编写程序，进行计算。以Horns Rev风电场以及江苏大丰风电场作为典型代表，结合风电场的实际情况选择参数进行尾流模拟计算，并与实际运行中的结果比较。
　　随后，以高斯分布的尾流模型为理论基础，本文继续做了风电场的叠加计算，并以Horns Rev风电场的数据为依据，改变来流方向，进行叠加计算的验证。
　　在验证结果较为准确的基础上，继续做了风电场的布局优化:引入排列角的概念，改变排列角的值，比较风电机组的无量纲功率变化，得到一个最佳排列角。通过此优化，可使整个风电场的发电量最大，极大地提高了风电场的经济效益。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景

1．1．1 风力发电的发展

1．1．2 尾流效应

1．1．3 尾流模型

1．2 研究现状

1．3 主要研究内容

第2章 风力机尾流理论

2．1 风基本理论

2．1．1 风的形成

2．1．2 风廓线

2．1．3 风速频率分布

2．1．4 湍流

2．1．5 风能

2．1．6 动量理论

2．2 风力机尾流模型

2．2．1 Jensen模型

2．2．2 服从高斯分布的速度亏损模型

2．3 风电场的布局优化

2．3．1 风电场微观选址的技术步骤

第3章 高斯分布尾流模型的验证

3．1 Horns Rev风电场计算

3．3．1 Horns Rev风电场介绍

3．1．2 模拟对象及模型参数的选取

3．1．3 计算过程及模拟结果分析

3．2 大丰风电场的计算

3．2．1 大丰风电场简介

3．2．2 模拟对象及模型参数的选取

3．2．3 计算过程及结果分析

3．3 本章小结

第4章 风电场的叠加计算和布局优化

4．1 基于高斯分布尾流模型的叠加计算

4．1．1 确定风电机组的迎风顺序

4．1．2 风电机组的叠加模型

4．1．3 尾流叠加计算

4．1．4 叠加计算验证

4．2 风电场的布局优化

4．2．1 风电场的布局优化条件

4．2．2 风电场的布局优化计算

4．2．3 计算过程中的问题及处理方案

4．3 风电场的布局优化结果分析

4．4 本章小结

5．1 本文结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢