风电场风机尾流及其迭加模型的研究.pdf

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1、万方数据第3l卷第19期2011年7月5日中国电机工程学报ProceedingsoftlleCSEE、，01．3lNo．19Jul．5．201l◎201lChin．Soc．forElec．Eng．37文章编号：0258．8013(2011)19一0037-06中图分类号：TM74；TM3l文献标志码：A学科分类号：470·40风电场风机尾流及其迭加模型的研究曾利华1，王丰2，刘德有2(1．河北电力勘测设计研究院，河北省石家庄市050031；2．河海大学水利水电学院，江苏省南京市210098)I沁searchon、VindnrbineW

2、akeModeIandoVerlappingin1VvindFarmZENGLihual，W：ANGFen92，LIUDeyou2(1．HebeiEle嘶cPowerDes啦&ResearchInstitute，Shijiazhu孤g050031，HebeiProVince，China；2．CollegeofwaterConseⅣancy&HydropowerEngineering，HohaiUniVersi吼Nanjing210098，JiangsuProVince，China)ABSTRACT：Theoptimallayoutso

3、fwindturbine唱enerator(WTG)inwindfhmareinnuencedbyWTGwakewhenmesiteofwindf．amlisselected．Atpresem，theresearchachievementsinChinaandabroadonWTGwakeandoverlavmodelinactLlalwindf细mainlvf．ocusonone．dimensionlinearmodel．Aimingtoimpmvethesituation，morecompletereasonableWTGwake

4、modelwasconstmctedaIlditsboulldaryinwakewasnonlinearwimthedistaIlce．Inaddition，accordingtoactualcircumst锄ceinWTGwake．diffbrentfhllerWTGoverlaymodelswerebuihtoad印ttomesitllationofexistingwindfam．Thecomparisonresuhsofengineeringexampleswith3．dimensionnum舐calsimulationshow

5、tllatthewakeandovedaymodelinWTGproposedintllisp叩eraremorereasonablea11ditcalle脏ctivelyimprovethegenerationbenefitofwindfhm．KEYWoRDS：windf-am；optimallayoutofwindturbine；wakemodel；overlaymodel摘要：在风电场场址选定的情况下，风电机组之间的尾流影响风电场风机的优化布置。目前，国内外关于符合风电场风机实际尾流以及迭加模型的研究主要侧重于一维线性模型及其迭

6、加模型的实际应用。为此，推导建立了更加完整合理的一维非线性扩张尾流模型，即尾流影响边界随距离非线性增大；此外，根据风机尾流迭加的实际情况，分别推导建立了完整的风机尾流迭加计算模型来适应现有风电场的不同情形。通过相关工程算例结果与三维数值模拟计算结果的对比分析表明，所建立的风机尾流模型和尾流迭加模型更加合理，可有效提高风电场的发电效益。关键词：风电场；风机优化布置；尾流模型；尾流迭加模型U引舌风电场风机优化布置是风电场规划中的关键环节，其中确定各风机在风电场中相对布置位置的主要因素之一是风机间的尾流效应，而且多台风机间的尾流迭加又会影响

7、其他受影响风机的工作风速，因此，风机尾流模型及其对应的迭加模型是整个风电场发电量预测的基础【l。3J。这些模型的合理性以及受其他风机尾流影响的风机工作风速的合理确定，将直接影响风电场的风机布置和发电效益。最初，针对尾流情况[4。5】，多数学者都是根据经验给出一些粗略的指标予以指导风电场风机的发电量判断以及风机优化布置等工作。Lissaman在瑞典Khlkugen实测数据的基础上，基于湍流喷射的相似理论，提出了单台风机尾流的计算模型【6。J。FaXen和Milbormw针对更大尺寸的风机叶轮进行了实验研究【8。9]，根据实验数据分析，风

8、速线性变化的规律性得到了再次验证，但风速的衰减速度却有所不同。1980年，Vernleulen在对实验数据分析的基础上，对Lissaman数学模型提出了改进，形成了MILLY模型【10J。继Lissaman模型和MILL