尾流效应对风电场功率输出影响分析

《尾流效应对风电场功率输出影响分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第42卷第2期华北电力大学学报Vo1．42．No．22015年3月JournalofNoahChinaElectricPowerUniversityMar．，2015doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2015．02．09尾流效应对风电场功率输出的影响分析孙辉，吴姝雯，王超(1．武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072；2．安徽省电力公司合肥供电公司，安徽合肥230000)摘要：大规模风电并网背景下，需要研究风电场功率输出特性。在风电场功率建模中引入了尾流模型，分别考虑了地形、风速风向以及风电机组布置等因素对风电场区域内风速分布的影响，定义了风电

2、场功率影响因子，定量分析了尾流效应对风电场功率输出的影响情况。典型风电场下的仿真分析可为风电场建设选址以及区域风能评估提供参考。关键词：风电场；功率输出；尾流效应中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1007—2691(2015)02—0055—06ImpactAnalysisofWakeEfectonWindFarmOutputSUNHui，WUShuwen，WANGChao(1．SchoolofElectricalEngineering，WuhanUniversity，Wuhan430072，China；2．HefoiElectricPowerSupplyC

3、ompany，AnhuiElectricCompany，Hefei230000，China)Abstract：Withlarge·scalewindpowerintegratedintopowersystem，itissignificanttostudythecharacteristicsofwindfarmoutput．Thispaperintroducesthewakemodelintothewindfarmmodelling．Windspeeddistributioninthewindfarmisstudiedwithconsiderationofterrain，

4、windspeed，winddirectionandlayoutsofwindturbines．Thepowerfactorisdefinedtoanalyzetheimpactsofwakeeffectonwindfarmoutput．Simulationsresultscanbehelpfulfortheconstructionofwindfarmandwindresourceassessment．Keywords：windfarm；windpoweroutput；wakeeffect机组的遮挡，自然风通过上游风电机组吹向下游0引言风电机组时，会对下游风电机组产生强

5、烈湍流，下游风电机组的输入风速将小于上游风电机组的输随着风力发电的大规模开发，风电对电网安入风速，这种现象称为尾流效应。而且，风电机全运行和调度控制等带来巨大挑战。风电场组间相距越近，尾流效应的影响越大。尾流效应功率输出特性研究对电力系统稳定运行和电力安可以综合考虑上述四种影响风速分布的主要因全生产至关重要。。素。风电场区域内的风速分布直接影响风电场的对尾流效应的模拟主要有解析法和计算流体功率输出。一般而言，影响风电场风速分布的主力学(CFD)法。CFD法¨计算精度高，但输入要因素：地形、风速、风向以及风电风电机组布参数要求高，计算复杂度高。解析法只有在一定置一。的假设

6、条件内成立，但计算时间短，可满足大部分自然风经过风电场时，沿风速方向，上下游风工程需要，常用的包括以下五种尾流数学模型：电风电机组的输入风速是不同的。由于上游风电Jensen模型[112，Lissaman模型，Larsen模型，Ainslie模型¨和Frandsen模型¨。其中，Larsen收稿日期：2014~8．17模型适用条件较严格，所需参数较多，未被广泛使56华北电力大学学报2015正用。Ainslie模型根据湍流边界层的轴对称雷诺方电机组海拔高度为h，上下游风电机组海拔高度程和纳维尔斯托克斯方程的数值求解来求解尾流差为Ah，则下游风电机组受到上游风电机组尾流轨迹

7、，因需要数值求解，计算成本高。Frandsen模影响时，式(1)可修正为型建立了三维尾流结构，多用于机组间等距离排()。列的海上风电场。Jensen尾流模型常用于模拟平坦地形下的尾流效应，Lassiman尾流模型是以-【一)]Jensen尾流模型为基础的，常用于模拟复杂地形下的尾流效应。(2)本文选取Jensen尾流模型⋯和Lassiman尾式中：，为h+△高度处的自然风速；o为风剪切流模型模拟尾流效应，将尾流模型引入到风电指数，一般取1／7。场功率建模中，分析了地形、风速、风向以及风电1．3风电场风速分布机组布置对风电场风速分布的影响，