[發明專利]一種改進風力機尾流疊加計算方法

有效

• 申請號: 202010741995.2
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN112001131B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 薛飛飛;許昌;陳晨;端和平;冉續;韓星星
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

本發明公開了一種改進風力機尾流疊加計算方法，步驟為：1)傳統尾流計算模型中引入湍流修正模型；2)步驟1得到改進尾流計算模型；3)將步驟2改進后的尾流模型引入風力機徑向尾流速度修正；4)步驟3徑向尾流速度修正后可得到風力機尾流修正模型，包含關于大氣湍流強度I₀的參數t₁和t₂，修正模型計算上游風力機的尾流速度U_w(x，y，z)；5)步驟3和4中參數t₁和t₂關于大氣湍流強度I₀的具體關系式；6)傳統平方和尾流疊加模型中引入所述定義的偏尾流權重因子β_ij；7)步驟6)中引入偏尾流權重因子β_ij后，得到改進的尾流疊加模型，通過步驟4計算得到u_ij，帶入尾流疊加模型計算下游風力機i在上游風力機j尾流疊加影響之下的入流速度u_i。

技術領域

本發明涉及一種改進風力機尾流疊加計算方法，屬于風電場風力機尾流技術領域。

背景技術

風能在世界范圍內得到了廣泛應用和迅速發展。風電場所能提供的發電量是風電場運營指標的一個重要參數，而尾流效應的模擬精度直接決定風電場發電量的評估精度。因此，開展風力機的尾流研究對于風電場工程項目至關重要，有針對性地提出適用于大型風力機的尾流模型對尾流效應的研究有著重要的意義。一維尾流模型以及改進后的二維尾流模型都是用來計算單臺風力機的尾流速度。而現實情況中，一個大型風電場內總是有多臺風力機的尾流相互影響。當一臺風力機被安裝在另一臺風力機的下游時，就不得不對尾流疊加效果進行量化的計算。目前學者已在多臺風力機尾流變化規律的基礎上分別建立了能量守恒模型、線性疊加模型、幾何和模型和平方和模型這幾種較為常用的尾流疊加模型。適當簡化假設建立了各種經驗尾流模型來描述風力機尾流，可準確預測多種工況下尾流區域的各點風速，風力機尾流疊加計算對于風場開發、微觀選址有著重要的參考意義。

發明內容

發明目的：為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種改進風力機尾流疊加計算方法，運用傳統尾流計算模型，引入湍流修正和徑向速度修正，得到修正后的尾流計算模型，同時在傳統平方和尾流疊加模型中引入了偏尾流權重因子，通過尾流疊加模型計算下游風力機在上游多臺風力機尾流疊加影響下的入流速度，不僅可以準確計算上游單機尾流，同時適用于風場多臺機組尾流疊加計算。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種改進風力機尾流疊加計算方法，該方法包括如下步驟：

1)將傳統單臺風力機尾流計算模型中引入湍流修正模型；

2)將步驟1湍流修正模型帶入傳統尾流計算模型得到修正后的尾流模型；

3)將步驟2修正后的尾流模型中引入風力機的徑向尾流速度修正，徑向尾流速度修正模型包含關于大氣湍流強度I₀的參數t₁和t₂；

4)步驟3徑向尾流速度修正后可得到風力機尾流修正模型，包含關于大氣湍流強度I₀的參數t₁和t₂，可以通過修正尾流模型計算上游單臺機組尾流速度U_w(x，y，z)；

5)構建步驟3和4中所屬參數t₁和t₂關于大氣湍流強度I₀的具體關系式；

6)步驟1中下游風力機i風輪平面完全或者部分處于上游風力機j的尾流范圍內，考慮到上游風力機j的尾流對下游風力機i風輪平面上的影響比例，在傳統多臺風力機尾流疊加平方和模型中引入所述定義的偏尾流權重因子β_ij；