ارائه یک مدل خطی گسسته جهت بهینه‌سازی مزرعه بادی بر مبنای مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح مختلط با لحاظ قید صدا

بهینه‌سازی چیدمان توربین‌ها با هدف تولید بیش‌ترین توان در یک مزرعه بادی ذاتا جزو مسایل پیوسته و غیرخطی محسوب می‌شود. در پژوهش حاضر، جهت خطی‌سازی قید اثر ویک و رابطه توان توربین از مدل ویک منفرد و فضای گسسته استفاده گردیده است. هم‌چنین معیار قرارگیری یک توربین در ویک توربین دیگر نیز به صورت غیرمستقیم و خطی اعمال گردیده است. مدل ریاضی‌ پیشنهادی در قیاس با مدل‌های ریاضی پیوسته غیرخطی،‌ ضمن حفظ مزیت رسیدن به بهینه مطلق،‌ دارای حجم محاسبات و زمان اجرای به‌مراتب کم‌تر و پایداری بالاتر است. قیاس نتایج پژوهش حاضر با نتایج مطالعات گذشته نشان می دهد که ممکن است الگوریتم های فراابتکاری به جواب بهینه مطلق نرسند. علاوه بر توان خروجی، مسایل زیست محیطی نیز می‌تواند بر چیدمان توربین‌ها، ‌تاثیرگذار باشد که از آن جمله می‌توان به محدودیت در بیشینه صدای تولید شده در نقاط مشخصی از مزرعه یا اطراف آن اشاره نمود. به‌عنوان نمونه قید بیشینه شدت صدا نیز در مدل حاضر اعمال گردیده است. جهت محاسبه شدت صدا از فاصله اقلیدسی بر مبنای گسترش نیم‌کره‌ای و با لحاظ اثرات جذب اتمسفر استفاده شده است. با توجه به نتایج موجود می‌توان گفت که تحت شرایط مورد بررسی، قید سطح صدا می‌تواند کاهش نسبتا قابل توجهی در توان خروجی مزرعه بادی ایجاد نماید، لذا در انتخاب مزرعه می‌بایست به فاصله تا مناطق مسکونی توجه ویژه نمود. به علاوه میزان تاثیرگذاری تعداد سلول‌ها بر دقت نتایج مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که ارتباط مشخصی میان توان بهینه و تعداد سلول‌ها وجود ندارد.

Introduce a linear discrete model to optimization of wind farm layout using mixed integer programming considering of sound constraint

Optimization of the arrangement of turbines with the aim of producing the maximum power in a wind farm is inherently part of continuous and nonlinear problems. In the present study, for the linearization of the Wake constraint and the connection between turbine power and single Wake and discrete models. Also, the criterion of placing a turbine in another turbine has been applied indirectly and linearly. The proposed mathematical model compares to continuous nonlinear mathematical models, while maintaining the advantage of achieving exact optimum, has a lower runtime and higher stability. Comparison of the results of the present study with the results of previous studies suggests that metaheuristics algorithms may not be obtained in absolute optimal answer. In addition to the power output, environmental issues can also affect the arrangement of turbines. As an example, the maximum noise level is applied in the present model. In order to calculate the intensity of sound, Euclidean distance based on the spread of the hemisphere and the effects of atmospheric absorption has been used. According to the results, it can be said that under the conditions under consideration, the noise level can cause a significant reduction in the output power of the wind farm. Therefore, in selecting the field, attention should be paid to the distance to residential areas. In addition, the effect of cell count on the accuracy of the results was investigated. The results show that there is no clear relationship between optimal power and number of cells.