2023.5.8
—基于貪婪算法的多輪轂高度風(fēng)機(jī)布局優(yōu)化。1.分別考慮平坦地形和復(fù)雜地形下的尾流問題。在平坦地形上采用線性尾流模型(Jensen),在復(fù)雜地形上采用顆粒尾流模型(引入粒子模擬來模擬尾流區(qū)動(dòng)量擴(kuò)散過程,并通過粒子濃度來識(shí)別速度虧損)。2.以單位功率輸出成本最小化為目標(biāo),風(fēng)機(jī)位置和輪轂高度為變量,安全距離為約束條件(dF>1),提出了一種基于三維貪婪算法(將貪婪算法與三維網(wǎng)格系統(tǒng)相結(jié)合,)的多輪轂高度風(fēng)機(jī)布局優(yōu)化方法。3.驗(yàn)證了貪婪算法的優(yōu)越性。風(fēng)電場、風(fēng)條件及風(fēng)機(jī)型號(hào)與上一篇論文(基于遺傳算法的不同輪轂高度風(fēng)電場布局優(yōu)化)相同,以風(fēng)機(jī)尾流計(jì)算次數(shù)Nw為評(píng)價(jià)指標(biāo),得出貪婪算法的總計(jì)算量遠(yuǎn)低于遺傳算法。4.數(shù)值算例:(1)平坦地形(風(fēng)電場選擇為1000 m × 1000 m的正方形區(qū)域。風(fēng)電場由50個(gè)×50個(gè)網(wǎng)格單元。風(fēng)機(jī)被放置在網(wǎng)格單元的中心。風(fēng)機(jī)數(shù)量22臺(tái)。兩種情形(①單風(fēng)向單風(fēng)速(北風(fēng),12m/s、13m/s、14m/s);②具有可變速度的16個(gè)風(fēng)向,風(fēng)速范圍11~15m/s),每種包含三種布局(僅50m風(fēng)機(jī)、僅78m風(fēng)機(jī)、50m與78m共存)。結(jié)果:僅78m時(shí),風(fēng)電場中無法布置22臺(tái)風(fēng)機(jī),此時(shí)上限為20臺(tái)。根據(jù)安全距離約束,一個(gè)風(fēng)機(jī)將占用域中的一定面積。高度越高的風(fēng)機(jī)將占用越多的面積。當(dāng)NT達(dá)到某個(gè)有限數(shù)量時(shí),風(fēng)電場的空間將被耗盡。因此,風(fēng)電場可以通過采用具有多個(gè)輪轂高度的風(fēng)機(jī)來布置更多的風(fēng)機(jī),并提取更多的風(fēng)力。)(2)復(fù)雜地形(情形同上,風(fēng)機(jī)數(shù)量20臺(tái)。結(jié)果:對(duì)于全部為78m風(fēng)機(jī)的情況,由于輪轂高度較大,風(fēng)機(jī)之間的距離應(yīng)加大,以保證安全距離條件,風(fēng)電場只能勉強(qiáng)容納20臺(tái)風(fēng)機(jī)。一些風(fēng)機(jī)被放置在谷底,只能在低功率輸出下運(yùn)行。對(duì)于50m和78m共存的情況,一些風(fēng)機(jī)被具有較低輪轂高度的風(fēng)機(jī)替換,風(fēng)機(jī)有更多的可用位置。因此,在50m與78m共存的情況,風(fēng)機(jī)可以放置在具有高海拔的位置處并且以高功率輸出操作。在復(fù)雜地形上采用多輪轂高度風(fēng)力機(jī),優(yōu)化目標(biāo)值的提高更為明顯。)