基于威布尔分布的风电场微观选址优化

提出基于风能全年概率分布特征的风电场微观选址优化方法.采用威布尔分布和风向玫瑰图描述风能的全年变化特性,其中威布尔分布的尺度参数和形状参数根据风速统计数据利用最小二乘法获得.以风电场单位功率发电成本最小化为目标函数,运用遗传算法进行微观选址问题的优化求解.仿真结果表明微观选址优化方案反映了风能的全年变化特性,实现了单位...     

尾流算法与风向变化对海上风机排布影响研究

  [目的]  为了获得海上风场的最优机位排布方案,提升海上项目在全生命周期内的经济收益,必须对影响发电量的关键因素做详细分析。  [方法]  结合海上风场工程项目的实际案例,基于自主开发的海上机位自动优化算法,分别应用Jensen和Larsen两种单机组尾流模型的技术理论,对比了多机组间三种不同的尾流组合叠加方式,并考虑了风向年际变化对现有机组排布的影响,给出了对应的最优机位排布方案。  [结果]  计算结果显示:海上风向的年际变化是影响机位排布的关键因素,使用不同尾流模型对机位排布的影响较小,多机组间尾流叠加方式对机位排布没有影响。  [结论]  研究成果为工程项目中最优机位排布的选择提供了关键依据,避免了风场25年全生命周期内上亿元的经济损失。     

基于CFD的复杂地形风电场地形改造方案研究

针对复杂地形风电场微观选址中的工程实例进行地形改造研究,采用米级结构化网格细致划分风场模型,通过计算流体力学方法,对微尺度地形空气动力场进行建模与求解,采用Askervein测试数据验证模型的可靠性;计算得出不同改造方案下机位点处的湍流强度等特性,综合分析后确定合适的改造方案,解决因机位点处湍流强度过大,导致后期风力机组运行故障率较高的问题,提高风力机的可靠性与经济性,适用于复杂地形风电场前期微观选址和后评估研究。     

威布尔拟合方法对海上风场发电量评估的影响研究

为研究风速威布尔参数不同造成的海上风机发电量差异,分别对比了极大似然法、最小二乘法、WAsP法和实证法四种风速威布尔拟合方法。通过统计不同风向扇区数的评估结果,得出合理的风向扇区数范围为16至36。此外还重点分析了四种拟合方法计算得出的海上风场发电量、尾流损失值,并与时序计算值进行了对比,结果显示威布尔分布可较好地描述海上风资源情况,能精准预测海上风场的发电量。四种方法中,极大似然法和WAsP方法为最优方法,最小二乘法其次,实证法精度最低。     

风电场局部地形改造空气动力场数值模拟

针对风场局部地区机组发电能力不足、技术改造效果不确定的问题,应用Global mapper、WAsP、Matlab等软件拟合出局部地形物理模型。以风场实测数据作为物理模型的入流条件,利用UDF自定义速度入口和湍流入口,通过CFD计算出12种来流下各改造地形的机组轮毂高度处的风速、湍流度。与实际风数据比较后发现,该物理模型具有较高的精度,同时改造地形可有效增加下风向的风速、减小湍流度,从而取得较好的经济效益。     

基于CBS有限元的导水机构内部流动数值模拟

基于CBS有限元法对水轮机全流道进行离散分析,利用多物理场耦合软件模拟了内部流场,获得了水轮机导水机构内部压力与速度分布图,并通过计算结果图得到了导水机构内部的流动特性。     

基于二维代理模型的风力机尾流计算和风电场布局优化

针对现有风力机尾流采用计算流体力学方法（CFD）进行数值模拟遇到的网格数量多、计算资源需求大的问题,提出采用二维代理模型的风力机尾流数值模拟方法,并将此代理模型运用于风电场的布局优化中。首先对单台风力机的尾流进行数值模拟研究,并根据现场实测数据对模拟结果进行检验;其次将代理模型运用于多台风力机的风电场模拟中,分析风力机在不同来流风向角下尾流效应情况。最后结合风速风向玫瑰图计算多台等距矩形布置的风电场的年发电量,分析风电场与N（北）方向的夹角与风电场年发电量的关系。仿真表明：现场实测数据和模拟数据相关程度高且误差较小,验证了二维代理模型的可行性和计算结果的准确性。风电场与N（北）方向的夹角在0°～40°范围内时,夹角大于0°时的风电场年发电量均大于夹角等于0°时的年发电量;风电场布局优化时选择合适的风电场与N（北）方向的夹角有利于提高风电场的年发电量,提高经济效益。     

WEPAS和WAsP在复杂地形条件下的适应性

利用WEPAS和WAsP软件分别计算了南澳风电场的发电量,在充分考虑岛屿型复杂地形地貌条件下对2个软件的计算结果进行对比分析,研究表明,对于地形复杂的南澳风电场,WEPAS和WAsP软件发电量计算结果与实际发电量差值分别为-15.18%和28.02%。其中,WEPAS软件计算的风电场风速和风功率密度上下限偏差较小,结果比较平滑;WAsP软件计算结果比实际值偏高,但是单台风机平均风速和发电量计算结果与实际风况变化趋势比较一致。对上述结论的可能原因进行分析,初步显示2种软件的风场风况计算模式在复杂地形条件下存在较大的不足,风场诊断模式不能较好地模拟复杂地形条件下大气边界层风廓线的实际流动状况。因此,需要改进模式,研发出适用于大气边界层流动计算的风廓线模型、湍流模型和地表函数模型。     

浅论WAsP软件在近海风力资源预测上的应用

近年来海上风电场开始迅速发展,但是由于海上测风困难,至今我省还没有海上风资源测量的详尽数据。引用丹麦国家实验室的研究结果,利用目前风电行业普遍使用的风资源预测软件WAsP（风资源分析与应用软件）对我省区域海域的计算,进一步了解WAsP软件在近海范围内对海上风资源情况的应用。     

不同单元型式的直接空冷岛数值试验对比研究

利用ANSYS Fluent软件研究某2×660MW直接空冷岛,以期提高其整体换热性能。对不同单元型式、散热器管束和风机布置方式下的空冷岛方案进行流动和传热特性的数值模拟、分析和研究。在环境风速风向的影响下,不同布置型式的空冷岛出现一定的性能差异。静风状态下,不同布置方案的空冷岛通风量及换热量之间的差别很小,均在1%以内。TRL考核风速各风向下,与常规空冷布置方案相比,双小“A”风机低位布置方案的机组背压较低。炉后风向下,双小“A”风机低位布置方案的机组平均背压低于常规布置方案约1.57kPa。