风电场流场特性及风机布局数值模拟研究

针对风电场流场特性研究对风力机工作性能提高的重要意义,采用计算流体力学(CFD)方法在单机风力机模拟验证的基础上,对某风电场单风力机和三种布局条件下的风电场流场特性进行了数值模拟研究。考察了不同布局条件下风电场速度、叶轮表面压力以及湍流涡的分布特性。结果表明:叶轮后方尾流效应明显,速度损失随着相对距离的增加而逐渐减小,风力机处中心尾流速度比率最低降为0.4;当相对距离超过4 d后,风速可恢复为初始速度的90%以上;尾流速度与涡流粘性呈负相关性;三风力机平行布置时,各风力机尾流速度比率基本一致;三风机组在错落布置时,尾流效应对下游风力机工作性能影响较小,错落角度越大,尾流损失越小。

基于小生境遗传算法的风电场布局优化

基于小生境遗传算法对风电场内风力机机组的布局进行优化。在优化过程中,考虑等风速同风向和变风速变风向两种简化的入流模式,采用修正的Jensen尾流模型模拟机组之间尾流的相互干扰效应,以单位发电量所消耗的成本最低为目标,使用小生境遗传算法优化风电场机组的排布。文中给出了优化后的风电场布局轮廓图、风电场机组台数、总发电量、目标函数值以及风电场的效率。通过与以前的相关研究对比分析,表明本文的方法取得了较优的结果,可为将来真实风场的风力机排布提供参考依据。