风电系统三维风场预测与最大风能捕获方法的研究

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1、分类号：TM614UDC：621．5工学硕士学位论文密级：编号：2011099风电系统三维风场预测与最大风能捕获方法的研究硕士研究生：贾蒙蒙指导教师：于洋教授学科、专业：检测技术与自动化装置沈阳理工大学2013年12月分类号：TM614UDC：621．5工学硕士学位论文密级：编号：2011099风电系统三维风场预测与最大风能捕获方法的研究硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：曲西两贝豕豕于洋教授工学硕士检测技术与自动化装置沈阳理工大学2013年12月2014年03月沈阳理工大学ClassificationIndex：TM614

2、U．D．C：621．5AThesisfortheMasterDegreeofEn91neenng一■-，■一，WindPowerGenerationSystem’sThree—dimensionalWindFieldPredictionandlnree—CLlmenSlOnalW1ndr1eldrredlCtlOnandMethodsofMaXimumWindEnergyCaptureCandidateSupeIvisorAcademicDegreeAppliedforSpecial时DateofSubmissionDateofExaminationUniversitvJiaMeng

3、mengProfYuYm2MasterofEngineeringDetectionTechnologyandAutomaticEquipmentDecember，2013M2urch，2014ShenyangLigongUniVers时沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承

4、担。作者(签字)：渺日期：矽f印年；月j／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：像舀参指导教师签名：日期：矽f年．害、j7日期：哆硝心音洌沈阳理工大学硕士学位论文摘要风能相比于不可再生能源有着很大的优势，随着人们对风能的利用越来越广泛，对风力发电系统的要求也越来

5、越高，目前能够准确预测风电系统的发电量和最大限度的捕获风能已经称为研究风力发电系统的两大热点问题。将风电系统的发电量进行准确预测的基础是先将风速进行准确预测，所以本文所研究的三维风场预测主要侧重于风速的预测。根据风电场的历史风速数据采用蚁群优化BP神经网络算法对风速进行提前一个小时短期预测，并将相对百分误差、平均绝对百分比误差和均方根相对误差这3个指标对模型进行评价，结果表明其相较于单纯的BP神经网络算法误差更小，具有更高的精度，为了实现风电场的三维风场预测引入空间相关法，不仅实现了对风电场时间上的预测同时实现了对多个地点的风速预测，仿真结果表明在同一风向上的不同点风速曲线不仅出现了

6、时间上的延迟，并且大致的走向及波动也表现出了很强的相似性，说明基于蚁群优化BP神经网络对风速进行时间上的预测再加上空间相关法对风速进行空间上的预测组合形成的三维风场仿真模型在判断风电场的大致走向上是可行有效的。通过对三维风场的预测，不仅可以作为风电场的参考数据，并且使用风速对风功率进行准确预测可以有效的对并网进行控制，减少并网带来的不利影响。针对双馈异步风力发电机想要最大限度的捕获最大风能，关键是使风力发电机保持在最佳叶尖速比处，根据叶尖速比与转速的函数关系得知存在最佳转速对应其最佳叶尖速比，所以当风速变化时能够及时变化转速是捕获最大风能的主要问题。本文基于爬山搜索法建立了捕获最大风

7、能仿真模型，同时建立了风力仿真模型、双馈发电机仿真模型并进行仿真，仿真结果表明当风速由5州s突变为7州s时利用爬山搜索法能够及时调整风力发电机的转速使其到达其最优转速附近，从而捕获最大风能。关键词：风电系统；三维风场；风速预测；最大风能捕获；爬山搜索法沈阳理工大学硕士学位论文AbstractComparedwithnon-renewablesourcesofwirldenergyhaSa铲eatadVantage，aSpeopleincreaSingly诵