大型風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組尾流模型及其應(yīng)用研究.pdf

1、截止到2014年底，全球發(fā)電量約有4％來(lái)源于風(fēng)電，據(jù)預(yù)計(jì)，風(fēng)電發(fā)電量在2020年將會(huì)翻一倍，而到了2030年，風(fēng)電的發(fā)電量有望突破到全球發(fā)電比例的20％。隨著風(fēng)電的迅速發(fā)展，降低風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電過(guò)程中各項(xiàng)發(fā)電損失變得尤為重要;尾流效應(yīng)則是風(fēng)電場(chǎng)能量損失中一個(gè)相當(dāng)重要的因素，占據(jù)著很大的比重。降低尾流效應(yīng)在風(fēng)力發(fā)風(fēng)電場(chǎng)中的發(fā)電損失，一直是備受人們關(guān)注的課題。
　　在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)微觀選址過(guò)程當(dāng)中，風(fēng)電機(jī)組的排布方式將直接影響到每臺(tái)風(fēng)力機(jī)的來(lái)流

2、風(fēng)特性。自然來(lái)流風(fēng)流經(jīng)上游風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪進(jìn)行做功，到達(dá)下游風(fēng)力機(jī)后風(fēng)速和做功能力都會(huì)有所下降，產(chǎn)生尾流效應(yīng)，因此，研究和選擇合理的風(fēng)力機(jī)排布方式對(duì)于提高風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率具有顯著作用。目前，國(guó)內(nèi)外用于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化排布的尾流模型主要是一維線性、非線性模型及其迭加模型;為了提高計(jì)算精度和更加貼近實(shí)際情況，我們采用動(dòng)能定理、葉素動(dòng)量理論與高斯分布和歐拉輸運(yùn)方程相結(jié)合，推導(dǎo)了完整的三維非線性高斯尾流模型及其迭加模型，對(duì)單臺(tái)風(fēng)力機(jī)尾流

3、速度分布、功率預(yù)測(cè)及多臺(tái)風(fēng)力機(jī)迭加情況下的功率預(yù)測(cè)進(jìn)行了研究計(jì)算，在基于對(duì)所得結(jié)論的分析下，指導(dǎo)了風(fēng)電場(chǎng)的微觀選址工作，達(dá)到了提高風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)整體經(jīng)濟(jì)效益的目的。本文基于MATLAB軟件編寫(xiě)相關(guān)程序?qū)Ω黝愇擦鲉?wèn)題進(jìn)行了研究計(jì)算，將風(fēng)洞試驗(yàn)、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)及各類數(shù)值模擬結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)論表明，推導(dǎo)建立出的完整高斯尾流模型及其迭加模型更加可靠、合理，可應(yīng)用于實(shí)際工程計(jì)算，指導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)微觀選址及優(yōu)化布置工作，提高風(fēng)力發(fā)風(fēng)電場(chǎng)的