تعیین بهینه تعداد و مکان توربین های بادی در یک مزرعه بادی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO)

با توجه به افزایش نفوذ انرژی بادی در زمان های اخیر تمایل محققان به افزایش تولید مقدار انرژی بادی از مزارع دارای پتانسیل بادی که توسط نرم افزار های امکان سنجی بادی که دارای سطح انرژی مناسبی می باشند، بیشتر شده است. سازگاری با محیط زیست و هزینه ی تولید برق مناسب از جمله ویژگی های اساسی مزارع بادی می باشند و باعث شده است که محققان و صنعتگران به وسیله ی روش های بهینه سازی متعددی، مزارع بادی پر بازده تر و اقتصادی تر طراحی کنند. یکی از مسایلی که در این طراحی ها باید مد نظر قرار گیرد، نحوه ی چیدمان و تعیین موقعیت توربین های بادی می باشد که به عنوان دو عامل مهم در محاسبه ی هزینه ی تولید انرژی و میزان انرژی سالانه ی تولیدی تاثیر به سزایی دارد. می دانیم که نحوه ی جایابی و نصب توربین های بادی با توجه به محدود بودن زمین و شرایط منطقه به محاسبات دقیق و پیچیده ای نیاز دارد که تداخل جریان باد بین توربین ها به صورت بهینه انجام گیردو از ماکزیمم پتانسیل بادی منطقه بهره گرفته شود. جهت اینکه توان تولیدی (انرژی تولیدی سالانه) حداکثر شود، با توجه به پایین بودن توان تولید هر توربین بادی نسبت به یک نیروگاه سنتی نیاز است تا مزارع بادی به وجود آیند. یک مزرعه بادی شامل گروهی از توربین های بادی می باشد که با آرایش خاصی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. شایان ذکر است که با افزایش تعداد توربین های بادی توان تولیدی نیز افزایش خواهد یافت که این مقوله جزو یکی از اهداف مهم این مقاله می باشد. این مقاله روشی برای بهینه سازی موقعیت چیدمان صحیح توربین ها در یک مزرعه بادی وهمچنین تعداد توربین ها به طور همزمان با هدف افزایش راندمان نیروگاه و حداقل نمودن هزینه بهره برداری ودر نتیجه مینیمم کردن تابع شایستگی (نسبت هزینه به انرژی تولیدی سالانه) با در نظر گرفتن اثر wake و محدودیت های توپولوژیکی و فاصله ی توربین ها به کمک الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO) ارایه می کند.

کلیدواژه ها:

چیدمان صحیح توربین ها ، انرژی تولیدی سالانه (AEP) ، الگوریتم اجتماع ذرات (PSO) ، اثر wake ، تابع شایستگی ، هزینه (Cost)