[發明專利]一種基于改進Jensen模型的風力機尾流計算方法及系統

有效

• 申請號: 202010431638.6
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111651870B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 周川;王俊;蔡彥楓;汪華安;黃穗;張燦亨;王鵬;王潔
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司;廣東科諾勘測工程有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/06;G06F119/14
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;呂金金

1.一種基于改進Jensen模型的風力機尾流計算方法，其特征在于，包括：

輸入相關參數，根據尾流區風速徑向分布的余弦模型，得到風速u_x與軸線風速u_axis的關系；其中，相關參數包括：第一空氣流的相關參數、第二空氣流的相關參數、第三空氣流的相關參數、風力機相關參數及標準風速u₀；其中，所述第一空氣流的相關參數包括：第一空氣流速度u₁、第一空氣壓強p₁，所述第二空氣流的相關參數包括：第二空氣壓強p₂，所述第三空氣流的相關參數包括：第三空氣流速度u_x、尾流區半徑r_x，所述風力機相關參數包括：標準風輪半徑r0；其中，所述軸線風速u_axis通過以下公式得到：

其中，u_x為風速，u₀為標準風速，π為圓周率；

根據尾流區半徑的冪模型，得到風速軸向分布模型，其中，所述風速軸向分布模型為：

根據所述余弦模型及所述尾流區半徑的冪模型，得到改進Jensen模型，其中，所述改進Jensen模型具體為：

其中，A₀為實際風輪半徑R₀與自然數20的比值，即

a₀為待定系數，通過MATLAB擬合環境湍流強度為9％工況下的數值模擬結果得到的尾流區邊界；

x為風輪下游軸向位置，r₀為風輪半徑，u_x為風速，u₀為標準風速，C_T為推力系數，r_x為尾流區半徑，R₀為實際風輪半徑；π為圓周率。

2.如權利要求1所述的一種基于改進Jensen模型的風力機尾流計算方法，其特征在于，所述尾流區風速徑向分布的余弦模型具體為：

其中，u_r為尾流截面內偏離尾流中心距離r處的風速大小，u_x為風速，u₀為標準風速，r_x為尾流區半徑，r為尾流區橫截面內某位置偏離尾流中心的距離，x為風輪下游軸向位置，π為圓周率。

3.如權利要求1所述的一種基于改進Jensen模型的風力機尾流計算方法，其特征在于，所述尾流區半徑的冪模型具體為：

其中，A₀為實際風輪半徑R₀與自然數20的比值，即

a₀為待定系數，通過MATLAB擬合環境湍流強度為9％工況下的數值模擬結果得到的尾流區邊界。

4.如權利要求1所述的一種基于改進Jensen模型的風力機尾流計算方法，其特征在于，還包括：將相關參數輸入至原Jensen模型，得到第一結果值；將相關參數輸入至數值模擬模型，得到第二結果值；將所述第一結果值與第二結果值對比分析，得到誤差產生原因。

5.如權利要求1所述的一種基于改進Jensen模型的風力機尾流計算方法，其特征在于，還包括：根據不同環境湍流強度下的擬合結果確定了新參數a₀的經驗計算公式；其中，所述經驗計算公式具體為：

a₀＝17.5TI+1.705；

TI為環境湍流強度。