海洋潮流能發(fā)電機(jī)布局優(yōu)化策略探索.pdf

1、隨著綠色能源的興起，海洋潮流能利用技術(shù)得到快速發(fā)展，而任何給定背景條件下的潮流能發(fā)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)，都存在裝置布局及潮流機(jī)尾流影響發(fā)電量的問(wèn)題。多項(xiàng)研究已表明風(fēng)力發(fā)電機(jī)間尾流明顯降低風(fēng)電場(chǎng)的能量利用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)布局時(shí)必須考慮該問(wèn)題。潮流發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電不同，但也有一定的相似性，潮流能發(fā)電機(jī)不合理布局形成的尾流效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重影響潮流電場(chǎng)的成本投入與產(chǎn)出比。因此，在給定的區(qū)域內(nèi)可布置多少臺(tái)潮流發(fā)電機(jī)、如何布置使潮流能發(fā)電場(chǎng)產(chǎn)能最高，這是當(dāng)前急需解決的關(guān)鍵

2、問(wèn)題。
　　 論文綜述了潮流能利用技術(shù)與布局方案的研究發(fā)展歷程，并在廣泛分析研究的基礎(chǔ)上，提出了新的優(yōu)化算法，以解決潮流發(fā)電機(jī)布局優(yōu)化及已知海域潮流能合理開(kāi)發(fā)難題。首先，綜合考慮潮流能發(fā)電場(chǎng)中地形、潮流速度等各方面影響因素建立了三維坐標(biāo)模型，并確立了由給定海域單位發(fā)電量成本最小為目標(biāo)求取該潮流電場(chǎng)最佳裝機(jī)數(shù)，再依據(jù)設(shè)備在給定的任一時(shí)間段內(nèi)總發(fā)電量與潮流機(jī)位置坐標(biāo)的關(guān)系求出各潮流機(jī)最優(yōu)布局方案的目標(biāo)，并將布局問(wèn)題歸結(jié)為多約束多變量

3、的非線性系統(tǒng)優(yōu)化求解問(wèn)題。其次，用CFD技術(shù)模擬真實(shí)潮流中潮流能發(fā)電機(jī)的尾流，根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)與備選尾流模型進(jìn)行誤差分析，選定Jensen尾流模型作為最終仿真計(jì)算的尾流模型。再次，在全面分析、探討常規(guī)罰函數(shù)模型基礎(chǔ)上，提出一種新的優(yōu)化算法——改進(jìn)的自適應(yīng)罰函數(shù)粒子群算法用于探索潮流電場(chǎng)發(fā)電機(jī)布局優(yōu)化，該算法依據(jù)當(dāng)前種群的可行解占有率對(duì)目標(biāo)函數(shù)做合理變換，并構(gòu)造了一個(gè)全新的自適應(yīng)懲罰系數(shù)算法模型，該模型能依據(jù)尋優(yōu)過(guò)程中參數(shù)變化，恰到好處的選