عنوان ترجمه شده مقاله: بهینه سازی آرایش مزرعه بادی و کاربرد آن برای آنالیز قابلیت اطمینان سیستم قدرت

Energy production of a wind farm is greatly affected by the wake-effect. In wind farm planning, it is essential to optimize the layout of wind turbine generators (WTGs) to alleviate the impact of wake-effect. This paper presents a new wind farm layout optimization model with an objective function to maximizing equivalent power of the wind farm. The proposed model incorporates the discrete joint probability distribution and characteristics of the wind, wind energy model, and the wake-effect. A particle swarm optimization algorithm is used to solve the optimization problem. In the optimization process, geometric analysis is conducted to determine the upstream WTGs and to calculate the horizontal and deviating distances among WTGs along the wind direction. An effective look-up table is constructed to directly determine the upstream/downstream WTGs. Then the optimal layout of a wind farm can be obtained. The proposed technique is applied to the wind farm layout optimization and the modified Roy Billinton Test System and IEEE Reliability Test System for reliability analysis of a generating system containing a wind farm. Simulation results demonstrate the validity and flexibility of the proposed technique in the layout optimization of WTGs in a wind farm

چکیده

تولید انرژی از مزرعه بادی بطور گسترده­ ای بوسیله اثر احیا تحت تاثیر قرار داده می­ شود. در برنامه­ ریزی مزرعه­ بادی، برای بهینه­سازی آرایش ژنراتورهای توربین بادی (WTGs) برای کاهش تاثیر اثر احیا ضروری می­ باشد. این مقاله مدل بهینه­ سازی آرایش مزرعه بادی با تابع هدف برای حداکثرسازی توان معادل مزرعه بادی را ارائه می ­کند. مدل پیشنهادی توزیع احتمال توام گسسته و مشخصات باد، مدل انرژی بادی، و اثر احیا را وارد می ­کند. الگوریتم بهینه­ سازی ازدحام ذره برای حل مسئله بهینه­ سازی استفاده می­ شود. در فرآیند بهینه­ سازی، آنالیز هندسی برای تعیین WTGهای بالادست و برای محاسبه فواصل افقی و منحرف از میان WTGهای هم جهت باد اجرا می­ شود. جدول جستجوی موثر مستقیما برای تعیین WTGهای بالادست و پایین­ دست ساخته می­ شود. سپس آرایش بهینه مزرعه بادی می­ تواند بدست آورده شود. روش پیشنهادی برای بهینه­ سازی آرایش مزرعه بادی و سیستم آزمایش Roy Billington اصلاحی و سیستم آزمایش قابلیت­ اطمینان IEEE برای آنالیز  قابلیت­ اطمینان سیستم تولید محتوی مزرعه بادی بکار برده می ­شود. نتایج شبیه­ سازی اعتبار و انعطاف­ پذیری روش پیشنهادی در بهینه­ سازی آرایش WTGها در مزرعه بادی را ثابت می ­کنند.

1-مقدمه

باد بطور گسترده ­ای در سراسر جهان بعنوان جانشین و منبع انرژی تجدیدپذیر برای کاهش انتشارات مضر بطور زیست محیطی بهینه­سازی شده است. بهرحال، انرژی باد بدلیل طبیعت متناوب و تصادفی سرعت باد ناپایدار می­ باشد. خروجی توان ژنراتور توربین بادی (WTG) تابعی از سرعت باد می ­باشد. در مزرعه بادی، نه همه مکان­ های WTG سرعت­ های باد یکسانی بعلت اثر احیا دارند، که تاثیر قابل­ ملاحظه ­ای بر روی تولید انرژی مزرعه بادی دارد. وقوع تلفات توان معمولی بعلت احیا می­ توانند در بازه 5% تا 15% توان کل تولیدی توسط مزرعه بادی باشند. در فرآیند برنامه­ ریزی مزرعه بادی، از مزیت بزرگ اقتصادی برای بهینه­ سازی آرایش ژنراتورهای توربین بادی برای کاهش تاثیر اثر احیا می­ باشد...