Multi-objective optimisation of technical wind turbines parameters based on multi-physical models

AMORETTI, Thomas; HUET, Florian; GARAMBOIS, Pierre; ROUCOULES, Lionel

Article dans une revue avec comité de lecture

Author

AMORETTI, Thomas
543315 Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Physiques et Numériques [LISPEN]

HUET, Florian
25118 Laboratoire SYstèmes et Matériaux pour la MEcatronique [SYMME]
303092 Arts et Métiers Paristech ENSAM Aix-en-Provence
390698 Équipe Énergie et Systèmes Embarqués [LAAS-ESE]
543315 Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Physiques et Numériques [LISPEN]

GARAMBOIS, Pierre
690 Institut de mécanique des fluides de Toulouse [IMFT]
698 Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes [LTDS]
733 Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales [LEGOS]
1954 Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 [IMT]
126765 École Centrale de Lyon [ECL]
198056 Aix Marseille Université [AMU]
217648 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie [ICube]
261615 Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg [INSA Strasbourg]
301320 École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers [ENSAM]
302628 HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université [HESAM]
303092 Arts et Métiers Paristech ENSAM Aix-en-Provence
543315 Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Physiques et Numériques [LISPEN]
577435 Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement [INRAE]
1002479 Risques, Ecosystèmes, Vulnérabilité, Environnement, Résilience [RECOVER]

ROUCOULES, Lionel
301320 École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers [ENSAM]
302628 HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université [HESAM]
303092 Arts et Métiers Paristech ENSAM Aix-en-Provence
543315 Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Physiques et Numériques [LISPEN]
572489 Arts et Métiers ParisTech

URI

http://hdl.handle.net/10985/23390

DOI

10.24084/repqj20.406

Date

2022-09

Journal

Renewable Energy and Power Quality Journal

Abstract

This paper presents a decision tool for the optimisation of wind turbine technical parameters, using a multiphysical model of the power system. This includes a multiphysical modelling of aerodynamical, mechanical and electromechanical system behaviours. The aerodynamics is based on a blade element momentum model. A mass model of wind turbines components is also used in this paper. The optimisation is performed with NSGA-II algorithm which may choose technical parameters (blade length, transmission ratio or electro-mechanical coefficient in this example) to maximise performances indicators (in this example the output electrical power and the wind turbine mass). The results provide a wide range of solutions that are the best compromises between the performances indicators chosen. The diversity in terms of parameters allows great latitude in the design of wind turbine.