WAKE-NET：面向大规模和工业电力系统的 3D 风机感知布局与缆线优化框架
系统与控制
2026-03-25 v1 系统与控制
摘要
全球向可再生能源转型加速了大规模风电场的部署，增加了对精确性能与经济性评估的需求。虽然风能在减少碳排放方面具有巨大潜力，但投资决策高度依赖于预测的年发电量和经济盈利性。传统的风电场分析通常仅基于入射风况估算风机发电，忽略了风机之间的风轮相互作用。这些风轮效应会显著降低下游风机的性能，导致对能源产出和财务收益的过度估计。本研究提出了 WAKE-NET，一个考虑风轮感知效应的优化框架，集成了风机布局优化与不同容量风机的涡环高度多样化。与传统方法假设统一涡环高度或忽略风轮动力学不同，本文的方法在框架中考虑了风轮引起的功率损失。结果表明，忽略风轮效应的基准模型会高估年利润，而采用多涡环高度可减少风轮重叠及其相关功率损失。总体而言，本研究表明，风轮感知的设计和涡环高度的多样化提高了能源产出精度和经济可行性，为寻求投资可再生能源系统的风电开发商和投资者提供了有价值的参考。
引用
@article{arxiv.2603.23372,
title = {WAKE-NET: 3D-Wake-Aware Turbine Layout and Cabling Optimization Framework of Multi-Hub-Height Wind Farms for Grid-Scale and Industrial Power Systems},
author = {Ann Mary Toms and Xingpeng Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.23372},
year = {2026}
}