李帅斌, 王　昊, 范海哲

(上海电力学院 能源与机械工程学院, 上海　200090)



威布尔分布风速下基于遗传算法的风力机叶片优化设计

李帅斌, 王昊, 范海哲

(上海电力学院 能源与机械工程学院, 上海200090)

考虑了风速的威布尔(Weibull)分布,以年发电量最大为目标函数,运用遗传算法对某1.5 MW风力发电机叶片的气动性能进行了优化设计:将叶片沿展向分为13段,以每段的功率作为遗传算法的适应度函数.优化所得的气动外形参数体现了比Wilson方法和额定风速下的遗传算法更为合理的结果,弦长和扭角更趋于流线型分布,且扭角整体呈减小的趋势.

风力机叶片; 威布尔分布; 遗传算法; 优化设计

叶片是风力机最为关键的零部件之一,其设计涉及复杂的寻优搜索过程[1].设计性能良好的风力机叶片必须满足多项技术指标,其中某些指标之间会相互制约,因此优化设计技术在叶片的设计制造中占有相当重要的地位,气动外形的优劣直接影响叶片整体的最优体型设计.

初期风力机叶片优化设计方法主要是Glauert方法和Wilson方法[2-3].杨涛等人基于叶素-动量理论,通过Wilson设计方法对1.2 MW风力机叶片进行了优化设计,并对叶片进行了三维实体建模[4].傅洁等人以片条理论为基础,采用遗传算法对额定风速7.5 m/s下的叶片进行了优化设计,该设计虽然克服了Wilson优化设计方法的不足,但仅得到在额定风速下使功率达到最大的结果[5].上述研究没有考虑实际风速的概率密度分布,相对全年……