考虑风力机疲劳载荷限制的风电场布局优化研究

作     者：刘伟杰 黄国庆 彭留留 杨庆山 姜言 

作者机构：重庆大学土木工程学院 西南大学工程技术学院 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2024年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52378480) 重庆市自然科学基金创新发展联合基金(CSTB2024NSCQ-LZX0010) 学科创新引智基地项目(B18062) 重庆市教委科学技术研究重大项目(KJZD-M202300201) 

主　　题：风电场 布局优化 疲劳载荷 代理模型 TOPFARM HornsRev1风电场 

摘      要：在进行风电场布局优化时，如果目标函数仅考虑年发电量AEP，可能导致优化后风电场的部分风力机疲劳荷载增大，进而增加运维成本，因此优化得到的风电场布局可能不是最优解。针对上述问题，开展考虑风力机疲劳载荷限制的风电场布局优化研究。首先，通过输入每台风力机的有效风速和有效湍流强度至代理模型来预测等效疲劳载荷。然后，使用开源风电场优化平台TOPFARM对风电场进行布局优化，并在优化过程中增加对寿命周期等效疲劳载荷LDEL限制来降低风力机的疲劳载荷。最后，对HornsRev1典型风电场进行考虑疲劳限制的布局优化研究。结果表明：与不考虑疲劳限制相比，优化后的风电场会牺牲少量的AEP，但可换来LDEL较大程度的降低。