[發明專利]風場湍流計算方法及風電場微觀選址方法、裝置

在審

• 申請號: 201310698785.X
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103745032A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 武繼濤;郭慧斌;劉航
• 申請（專利權）人: 華銳風電科技（集團）股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及風力發電技術，尤其涉及一種風場湍流計算方法及風電場微觀選址方法、裝置。

背景技術

風場中的湍流對風機的發電量及疲勞壽命都有重要影響，因此，在風電場的建設中，準確計算場區湍流對風機在風電場中的微觀選址具有重要意義。

現有技術中，計算場區湍流首先是計算環境湍流，然后計算各個風機尾流區內的附加湍流，最后將環境湍流與附加湍流進行疊加計算出輪轂高度處的有效湍流強度，這種湍流計算方法在計算過程中通常采用湍流強度經驗模型及經驗系數，其計算過程中，考慮的因素主要有風機間距、葉輪直徑、輪轂高度的平均風速、尾流長度等，通過將這些相關因素代入經驗模型中進行計算，獲取湍流強度，這種經驗性的湍流計算方法簡單快捷，因此目前被普遍采用。

由于風場地形的不規則性及排布疏密情況不同，根據上述經驗性的湍流計算方法計算出的風場湍流強度與實際風場湍流強度相比將會有很大差別，從而導致風機在風電場中微觀選址的不理想。

發明內容

本發明提供一種風場湍流計算方法及風電場微觀選址方法、裝置，用以提高湍流強度計算的準確度，便于準確進行風機在風電場中的微觀選址。

本發明的第一個方面是提供一種風場湍流計算方法，包括：

根據擬選定風場區域內的實際情況設置風場區域內地表的粗糙度和障礙物，建立風場區域內地形的三維實體模型；

在所述風場區域內擬選定的風機點位設置風機實體模型，建立與風機實體模型葉片旋轉區域對應的旋流區；

利用計算流體動力學軟件計算風機實體模型葉片在旋流區旋轉狀態下風場區域內各點的湍流強度。

本發明的第二個方面是提供一種風場湍流計算裝置，包括：

建立模塊，用于根據擬選定風場區域內的實際情況設置風場區域內地表的粗糙度和障礙物，建立風場區域內地形的三維實體模型；在所述風場區域內擬選定的風機點位設置風機實體模型，建立與風機實體模型葉片旋轉區域對應的旋流區；

計算模塊，用于利用計算流體動力學軟件計算風機實體模型葉片在旋流區旋轉狀態下風場區域內各點的湍流強度。

本發明的第三個方面是提供一種風電場微觀選址方法，包括：采用上述的風場湍流計算方法進行風場湍流計算，獲取風場區域內各點的湍流強度，根據獲取的各點的湍流強度對擬選定的風機點位進行調整。

本發明通過根據擬選定風場區域內的實際情況設置風場區域內地表的粗糙度和障礙物，建立風場區域內地形的三維實體模型，并在所述風場區域內擬選定的風機點位設置風機實體模型，建立與風機實體模型葉片旋轉區域對應的旋流區，且計算的是風機實體模型葉片在旋流區旋轉狀態下風場區域內各點湍流強度，這種計算方法是對風機運行時空氣流動真實狀態的數值模擬，使得湍流的計算精度更高，尾流交叉區域的湍流疊加不是簡單的代數疊加，而是實際耦合計算，因此計算方法更加合理，計算模型更加靈活，保證模型最大限度接近實際情況，從而計算的湍流強度相比現有技術中的計算準確度更高，有利于優化風機在風電場中的微觀選址。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的風場湍流計算方法實施例的流程圖；

圖2為本發明提供的風場湍流計算裝置實施例的結構示意圖；

圖3為本發明提供的風電場微觀選址方法實施例的流程圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1為本發明提供的風場湍流計算方法實施例的流程圖，本實施例的方法包括：

步驟101、根據擬選定風場區域內的實際情況設置風場區域內地表的粗糙度和障礙物，建立風場區域內地形的三維實體模型。

步驟102、在所述風場區域內擬選定的風機點位設置風機實體模型，建立與風機實體模型葉片旋轉區域對應的旋流區。