考虑偏航控制的海上风力发电机组机器学习双目标优化
编号:17
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更新:2025-11-13 12:45:18 浏览:2次
口头报告
摘要
在全球能源转型进程中,海上风电场的发展备受关注。上游风机引发的尾流效应,会对下游风机发电量和设备疲劳损耗产生显著影响。偏航控制作为一种风电场级协调策略,为缓解尾流效应提供了可行方案。然而,偏航角设置不当可能反而增加风机疲劳载荷,进而影响发电效率与设备寿命。为解决这一关键矛盾,本文提出一种基于机器学习的新型双目标优化策略,可同时实现发电量最大化与疲劳损伤最小化。本研究构建了人工神经网络(ANN)模型,用于精准预测不同偏航角下风机的输出功率与损伤等效载荷(DEL)。具体而言,通过非支配排序遗传算法II(NSGA-II)求解偏航角的帕累托最优解集,并通过综合全生命周期经济评估模型筛选出经济最优解。核心创新点在于,基于盈利能力将发电与疲劳这两个看似冲突的目标,转化为统一的经济优化问题。该策略有效平衡了发电量最大化与载荷缓解之间的内在矛盾,为提升风电场的财务可行性和运行可持续性提供了新路径。通过年利用3000小时的双风机系统验证,与传统单目标优化(仅追求发电量最大化)的对比分析表明,所提双目标方法的性能更优,该方法使年均利润率提升14.39%。
关键词
风机;偏航控制;机器学习;双目标优化;NSGA-II算法
稿件作者
和鸿 周
大连理工大学
怡洁 李
大连理工大学
锦阳 李
大连理工大学
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