WT软件在风电场测风塔选址及风能.docx

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1、WT软件在风电场测风塔选址及风能    　　摘要：本文以华北某风电场为例，运用WT软件讨论了测风塔在风能资源评估中的选址原则。并将场区内两座测风塔70m高度的测风数据综合，计算了风电场区域内风鞥资源状况，根据风电机组位置，评估尾流效应对测风塔的影响，对用于超短期功率预测的测风塔的选址提出了进一步要求。　　关键词：WT软件；测风塔选址；风能资源评估　　0引言　　测风塔的选址，对于风电场风能资源评估、风电场出力预测精度都具有重要意义。选址合适的测风塔能准确评估一个区域内的风能资源状况，还能为预测系统提供风电场所处微气象区域的实时气象要素数据。测风塔作为数值天气预报的一

2、个常规预报点，它的实测数据为数值天气预报模式修订和调整提供重要依据，从而提升风力预报的准确度，减少功率预测系统的中间误差，提高风电功率预测精度[1-3]。　　各风电场在建站前期都建有数量不等的测风塔，以对区域内的风能资源进行评估。测风塔位置在区域中心或风能较好的位置居多，当风电机组布置好后，测风塔势必受到机组尾流、湍流的影响，所在位置风速已不能真实代表风电场的特征，不能满足准确预测风电功率的需要。因此，针对风能资源评估的测风塔选址和针对超短期预报的测风塔选址成为一项重要的工作。MeteodynWT是法国美迪公司专门为解决大气边界层问题而设计的软件，采用计算流体力学

3、的方法（CFD）进行空间风流模拟，完全求解三维Navier-Stokes方程，并应用适合的湍流模型及边界条件对目标区域的风流特性参数进行求解计算，可适用于复杂地形的风能资源评估与前期测风塔选址工作[4-5]。　　1用于风能资源评估的测风塔选址　　摘要：本文以华北某风电场为例，运用WT软件讨论了测风塔在风能资源评估中的选址原则。并将场区内两座测风塔70m高度的测风数据综合，计算了风电场区域内风鞥资源状况，根据风电机组位置，评估尾流效应对测风塔的影响，对用于超短期功率预测的测风塔的选址提出了进一步要求。　　关键词：WT软件；测风塔选址；风能资源评估　　0引言　　测风塔

4、的选址，对于风电场风能资源评估、风电场出力预测精度都具有重要意义。选址合适的测风塔能准确评估一个区域内的风能资源状况，还能为预测系统提供风电场所处微气象区域的实时气象要素数据。测风塔作为数值天气预报的一个常规预报点，它的实测数据为数值天气预报模式修订和调整提供重要依据，从而提升风力预报的准确度，减少功率预测系统的中间误差，提高风电功率预测精度[1-3]。　　各风电场在建站前期都建有数量不等的测风塔，以对区域内的风能资源进行评估。测风塔位置在区域中心或风能较好的位置居多，当风电机组布置好后，测风塔势必受到机组尾流、湍流的影响，所在位置风速已不能真实代表风电场的特征，

5、不能满足准确预测风电功率的需要。因此，针对风能资源评估的测风塔选址和针对超短期预报的测风塔选址成为一项重要的工作。MeteodynWT是法国美迪公司专门为解决大气边界层问题而设计的软件，采用计算流体力学的方法（CFD）进行空间风流模拟，完全求解三维Navier-Stokes方程，并应用适合的湍流模型及边界条件对目标区域的风流特性参数进行求解计算，可适用于复杂地形的风能资源评估与前期测风塔选址工作[4-5]。　　1用于风能资源评估的测风塔选址　　华北某风电场海拔高度1290m~1784m，占地面积118.57km2，建设规模为400MW。地貌有台地和少部分缓坡丘陵。

6、玄武岩台地地势总体呈南高北低、西高东低的波状起伏，较为平坦。目前场区内有两座测风塔，在不引入特定地点风流实测数据的情况下，WT软件可以对流体进行定向模拟进而了解风流的相关属性。　　影响风况的风流参数主要有风加速因数、入流角、湍流强度和水平偏差。这些风流参数都受到地形的影响，其中风加速因数和湍流强度还受到地表粗糙度的影响。WT在三维网格中求解NS方程，可以准确模拟地形起伏变化对风流的影响，根据地表粗糙度水平，在NS方程中自动应用附加的表面吸收井项或林区体积吸收井项，并相应地修整湍流模型，以模拟不同地表对风流的影响。　　测风塔选址时，所在位置的湍流强度、水平偏差、入流

7、角要尽可能小，而风加速因数要能代表风电场区域的平均水平。以此风电场已有的两座测风塔70m高度的扇区292.5°（图2—图5）和扇区225°（图6—图9）为例说明。将风电场区域内地形粗糙度设为0.05，扇区步长22.5°，进行风流参数定向计算。　　在扇区292.5°方向上，测风塔1和测风塔2所在位置风加速因数约为1.25，基本可以代表整个风电机组所在的区域；湍流强度为0.13，周边区域与之类似，其南方有一低值区；水平偏差和入流角的情况也较为理想。在扇区测225°方向上，测风塔1风加速因数偏小，测风塔2则和风电机组区域的平均水平差别不大。两个塔所在位置的湍流强度、水平

8、偏差、入流