風(fēng)場與風(fēng)力機(jī)尾流模型研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)作為新能源技術(shù)的一種，近幾年來在我國已經(jīng)初步成熟。在分析國內(nèi)外風(fēng)電技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過對(duì)葛勞渥旋渦理論的介紹，應(yīng)用直流電產(chǎn)生的磁場模擬流經(jīng)葉片后產(chǎn)生的尾流的特性，得出漩渦的誘導(dǎo)速度與磁場強(qiáng)度的關(guān)系，求出相應(yīng)的關(guān)系式。
　　 本文采用平均風(fēng)速分量和湍流分量相疊加的風(fēng)速模型。在這種模型中，平均風(fēng)速可在一定的時(shí)間尺度內(nèi)保持不變，風(fēng)速的變化由湍流分量給出。風(fēng)場內(nèi)的大氣流動(dòng)平均速度符合威布爾(Weibull)分布函數(shù)，而湍流

2、分量通過對(duì)隨機(jī)過程的基本理論的研究，應(yīng)用修正的Von Karman函數(shù)來描述自然界風(fēng)的分布，在比較幾種現(xiàn)有風(fēng)速模型的基礎(chǔ)上，采用了一種基于自回歸理論的風(fēng)速模型，用Yule-Walker方程確定出自回歸模型的各自回歸系數(shù)，用自回歸模型表示，得到風(fēng)速模型的表達(dá)式。通過對(duì)比實(shí)際風(fēng)速變化和風(fēng)速模型的仿真結(jié)果，驗(yàn)證了這種風(fēng)速模型的正確性。研究常用的風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩輸出數(shù)學(xué)計(jì)算模型，采用基于葉片微元受力分析的風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩計(jì)算模型進(jìn)行建模仿真，確定出

3、輸出功率的變化。
　　 在風(fēng)電場中，由于尾流的影響，坐落在下風(fēng)向的風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)速將低于坐落在上風(fēng)向的風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)速。Jensen模型較好地模擬了平坦地形的尾流情況。而Lissaman提出的針對(duì)各臺(tái)風(fēng)機(jī)的位置高低變化建立的Lissaman模型，較好地近似模擬有損耗的非均勻風(fēng)速場。由于機(jī)組間尾流效應(yīng)的影響，根據(jù)在某一風(fēng)向上游風(fēng)力機(jī)對(duì)下游風(fēng)力機(jī)的遮擋及遮擋面積的不同，模擬了下游風(fēng)力機(jī)風(fēng)速的變化。并對(duì)下游風(fēng)力機(jī)受上游風(fēng)力機(jī)的投影的遮擋面