大型風(fēng)電場(chǎng)基于CFD技術(shù)的儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化計(jì)算方法.pdf

1、2015年1月初發(fā)布的數(shù)據(jù)：我國(guó)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量已達(dá)1.147億千瓦，風(fēng)電裝機(jī)在體量上已經(jīng)遙遙領(lǐng)先各國(guó)，但是由于中國(guó)用電負(fù)荷中心集中在東部沿海，而風(fēng)電的輸送受調(diào)峰、電網(wǎng)、地域等眾多因素限制，使“三北地區(qū)”出現(xiàn)了大面積棄用風(fēng)電上網(wǎng)的現(xiàn)象，數(shù)據(jù)顯示國(guó)內(nèi)棄風(fēng)限電規(guī)模已經(jīng)居世界首位。一邊是大面積的“綠色能源”被白白浪費(fèi)，另一邊是煤炭、石油等化石能源的過(guò)度消耗導(dǎo)致的日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源危機(jī)，為了破解上述尷尬處境，讓風(fēng)電的輸出穩(wěn)定、可控是解決

2、問(wèn)題的關(guān)鍵。
　　為了使每一臺(tái)風(fēng)機(jī)都成為風(fēng)場(chǎng)中的可調(diào)度單元，減少電力系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量，最好的辦法就是為每臺(tái)風(fēng)機(jī)配備儲(chǔ)能裝置，使其在要求的時(shí)間內(nèi)能保持風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定輸出，這就引出了如何配置不同風(fēng)場(chǎng)儲(chǔ)能容量的問(wèn)題。由于風(fēng)場(chǎng)建設(shè)區(qū)域場(chǎng)地條件一般比較復(fù)雜，而在傳統(tǒng)研究風(fēng)場(chǎng)儲(chǔ)能容量時(shí)，會(huì)取整個(gè)風(fēng)場(chǎng)中單獨(dú)某一臺(tái)風(fēng)機(jī)建立數(shù)學(xué)模型，來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算，并將計(jì)算得到的儲(chǔ)能容量值作為代表全場(chǎng)的平均水平，在上述假設(shè)中，我們?nèi)藶榈陌扬L(fēng)場(chǎng)內(nèi)的所有的風(fēng)電機(jī)組的期望風(fēng)

3、速和期望的輸出功率的值都認(rèn)為是相同，而忽略了風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)受到地形、尾流等因素影響，因此，采用理想數(shù)學(xué)模型計(jì)算的儲(chǔ)能容量與實(shí)際情況有較大差異，容易造成儲(chǔ)能容量太大或儲(chǔ)能成本過(guò)高。目前雖然大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)瓶頸已經(jīng)突破，但是大容量?jī)?chǔ)能的成本依然過(guò)高，研究如何用最小的儲(chǔ)能容量滿足風(fēng)電場(chǎng)在要求時(shí)間內(nèi)的持續(xù)輸出很有意義。
　　為了解決上述問(wèn)題，本文提出了一種“大型風(fēng)電場(chǎng)基于CFD技術(shù)的儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化計(jì)算方法”。CFD(computational

4、fluid dynamics technology)技術(shù)作為計(jì)算流體力學(xué)的分支，為計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的最優(yōu)儲(chǔ)能容量提供了一種解決方法，基于雷諾相似理論，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和WT軟件模擬風(fēng)場(chǎng)實(shí)際情況，建立計(jì)算模型，從計(jì)算流體力學(xué)的方向上來(lái)計(jì)算最優(yōu)儲(chǔ)能容量的問(wèn)題。以給定的實(shí)際場(chǎng)地條件、風(fēng)場(chǎng)植被、氣壓、空氣密度、功率曲線、測(cè)風(fēng)塔的測(cè)風(fēng)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和CFD內(nèi)核的WT軟件模擬計(jì)算，得到整個(gè)風(fēng)場(chǎng)中詳細(xì)到每個(gè)風(fēng)機(jī)點(diǎn)位上的風(fēng)能資源分布情況，結(jié)合功率