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一種模仿蜜蜂利他行為的算法可以幫助風力發電場的設計者確切地知道在哪里設置每個渦輪機的位置可以使風電場的效率和能量輸出最大化。

如何在風電場中為每個渦輪機確定最佳位置以使能量輸出最大化，是一個復雜的問題。解決這類問題通常需要大量的數學能力和計算機資源，但值得慶幸的是，近年來，研究人員開始關注自然系統，以幫助他們更有效、更快地找到解決方案。

自然界有數百萬年的時間進化出解決生物所面臨的復雜問題的最佳系統。研究人員已經在一些自然現象中研究了這些系統（比如蜂群及其覓食行為）并對它們進行了算法建模，這些算法可以用來解決一些社會問題。

拉賈斯坦技術大學（Rajasthan Technical Univerisity）的Nirmala Sharma、Harish Sharma和Ajay Sharma以及印度新德里南亞大學的Jagdish Chand Bansal解釋說，蜂群行為常常存在“利他的自我犧牲”——那些不太適合當前行為的個體為更適合的個體犧牲自己的位置。

模擬這種行為的自我犧牲算法能夠幫助安排風場中每個渦輪機的最優定位：根據風力、地理位置等各種影響因素，逐個測試渦輪機的位置和功率，用在一個位置上能產生更大功率的渦輪機取代原來的渦輪機。這樣，該算法為風電場的渦輪機計算出了一個最優布局，以提供最大的功率輸出。

該算法還可以為工程師計算出給定場地所需的最大渦輪機數量，最優的數量將使能源生產最大化。如果數量太少，該場地將無法提取所有可用的風能，而如果數量太多，則會浪費資源，并可能減少渦輪機的總輸出，因為它們的旋轉會干擾流入和通過鄰近渦輪機的風。該團隊已經用半徑500米、750米和1000米的理想風力發電場進行了原理驗證，下一步將考慮真實的地理景觀，并對實際應用中非勻速的風向模式進行優化。

該研究論文題為" A new effective solution for wind farm layout optimisation problem using self-sacrificing artificial bee colony algorithm"，已發表在《國際可再生能源技術雜志》(International Journal of Renewable Energy Technology)上，主要作者為Nirmala Sharma。

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參考資料：https://www.inderscience.com/offer.php?id=126483

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標簽： 風力發電廠