分論壇6-10 黃國慶 風電場尾流效應分析與發電量提升.pdf

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1、匯報人：黃國慶 重慶大學土木工程學院 重慶大學鋼結構工程研究中心 項目組：楊微，莫蕊瑜，鄭海濤，鄧曉蔚，信志強，閆渤文，黃國慶 風電場尾流效應分析及發電量提升 內容提要 一、研究背景與意義 二、研究進展與內容 三、未來計劃與展望 一、研究背景與意義 風機尾流研究 尾流引起下游風速減小、湍流度增大、風剪切加劇 下游風速降低導致下游風機輸出功率降低，風機發電量損失可以高達30%-40% 下游湍流度增大使得位于尾流區域的風機結構疲勞加劇，最終導致使用壽命降低 尾流效應尾流對下游風機影響大 尾流損失 尾流造成發電量損失 風機尾流研究對于風電場的 功率輸出和工作狀態至關重要 風電場布局/偏航優化 尾流效

2、應造成風電場發電效率降低通過控制，減少下游尾流影響 通過風機的布局通過風機的布局/ /偏航偏航優化來降低優化來降低整體整體尾流效應尾流效應，是提高風電場經濟性的重要措施是提高風電場經濟性的重要措施。 建設前：布置好風機的間距和位置，更好的利用土地資源，提升發電量 運營期：通過尾流偏航等方法提高發電量 二、研究進展與內容 2.1 風機尾流模型研究 2.2 風電場布局優化 2.3 基于偏航的風電場優化 2.4 結論 2.1 風機尾流模型研究 2.2 風電場布局優化 2.3 基于偏航的風電場優化 2.4 結論 展向扭轉角展向弦長 翼型升力系數翼型阻力系數 NREL5mw風機參數 風機半徑63m 輪轂

3、高度90m 額定風速11.4m/s 額定轉速12.1rpm 風機制動線模型 ABL入流邊界條件計算驗證 SOWFA大氣邊界層湍流度模擬結果與論文對比 瞬時速度云圖（21000s）湍流強度云圖 SOWFA大氣邊界層風速剖面模擬結果與論文對比 （ 輪轂風速8m/s, zhub=90m ） IbotIhubItop Churchfield5.9%4.9%4.4% SOWFA5.6%4.5%4.0% percentage error 5.1%8.1%10% 輪轂風速8m/s 地面粗糙度為0.001m 時ABL風場驗證 單風機尾流數值模擬 1D4D 7D 9D 定量對比距離風機1,4,7,9D處的速度剖面。 尾流速度剖面的結果在四個下風位置結果基本吻合，最大誤差不超過10%。 參考論文：Large Eddy Simulation of wind turbine wakes: detailed com