摘要：随着能源与环境问题的日益突出，新能源—风力发电的发展越来越快。但尾流效应的存在使来流风速经过上游风力机组后会发生衰减，使下游风力机组的输出功率降低，从而导致风电场的发电功率降低 15%~50%不等。同时风力机的运行会产生噪声，对风电场外某地址产生干扰，这极大的限制了风电场址的选择。所以为降低尾流效应和噪声传播，提高风电场经济效益，需对风电场气噪一体化进行整体优化布局。文章主要使用2D Jensen尾流模型，并使用平方和尾流叠加模型。从而建立了尾流风速计算模型。文章还建立了风电场发电量计算模型，风力机成本模型，同时调用噪声传播模型，运用遗传算法对风电场进行多目标优化。最终在已知风电场条件下得到较低的度电成本和噪声影响。

关键词：风电场尾流效应；风电场度电成本；风电场噪声传播；风电场布局优化。

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1课题研究背景与意义-1

1.2课题研究现状-1

1.2.1 尾流特性的研究现状-2

1.2.1.1 基于CFD计算方法的尾流模型-2

1.2.1.2 基于工程运用的尾流模型-2

1.2.2 风力机噪声传播研究现状-3

1.2.3 风电场布局优化研究现状-3

1.3 课题研究的主要内容-4

2.风力机工程尾流模型-5

2.1 尾流模型-5

2.2 尾流混合叠加效应-7

2.3 尾流影响区判断-8

2.4 单台风力机尾流研究-9

2.4.1 风力机简介-9

2.4.2 风力机下游典型位置处的速度分布-9

2.5 两台风力机尾流混合研究-11

2.5.1 全尾流混合研究-11

2.5.2 偏尾流混合研究-12

2.6 本章小结-15

3. 风电场的LCOE和噪声计算-16

3.1 风电场年发电量计算-16

3.1.1 风电场简介-16

3.1.2 年发电量AEP计算-17

3.1.3 风向角41°（5台风力机）AEP计算-18

3.1.4 风向角90°（9台风力机）AEP计算-19

3.2 风力机成本模型计算-19

3.2.1 土地征用费用-20

3.2.2 投资成本-20

3.2.3 运维成本-21

3.2.4 风电场度电成本（LCOE）计算-24

3.3 风电场噪声计算-24

3.4 风电场LCOE与噪声计算结果-26

3.5 本章小结-28

4. 风电场机组布局优化-29

4.1 引言-29

4.2 变量与目标函数-29

4.3 优化算法及策略-30

4.3.1 优化算法-30

4.3.2 优化策略-30

4.4 优化结果及分析-31

4.5 本章小结-34

5. 结论-35

5.1 全文总结-35

5.2 不足与展望-35

参考文献-37

致谢-40