風電場中風力機間相互影響的研究.pdf

1、近年來國內(nèi)風電事業(yè)發(fā)展勢頭強勁,風電場裝機容量也逐年增加,2008年,我國新增風電機組5130多臺,裝機容量624.6萬千瓦,新增裝機增長率為89％。2009年風電裝機容量新增量達到1200萬千瓦,新增量位居全球第一位,預計2010年的風電裝機容量新增量還將在1000萬千瓦左右。截至2009年底,我國風電并網(wǎng)總量累計將達到1613萬千瓦時,僅內(nèi)蒙古地區(qū)的風電設備容量就超過了500萬千瓦。在風電場的建設過程中,風電場中風力機組的布置是首先

2、要解決的問題,也是建設過程中十分關鍵的第一步,直接關系到風電場經(jīng)濟效益的好壞。風力發(fā)電機組之間的間距若太小,則沿空氣流動方向,上游機組對下游機組將產(chǎn)生較大的尾流影響,導致下游風力機的發(fā)電量減少。同時,由于湍流的尾流的聯(lián)合作用,還會引起風力發(fā)電機組的損壞,降低使用壽命。因此,需要根據(jù)風能的分布、機組特性、風場地形地貌和土地征用等因素對風電場進行優(yōu)化布局,最大程度的利用風能資源和土地資源,實現(xiàn)風電場發(fā)電量和效益的最大化。本文通過理論分析與實

3、驗相結合的方法,開展了在主導風向上上游風力機對下游風力機影響的研究,同時對風電場中風力機的優(yōu)化布置方法進行了研究,確定了風電場中如何對風力機進行布置才能有效減少風力機間的相互影響,取得了風電場中風力機優(yōu)化布局的方法方面的初步研究成果,具體內(nèi)容如下:(1)對相鄰兩臺風力機之間的相互影響進行研究,在設定的邊界條件下對相鄰兩臺風力機之間的流場進行建模,通過使用CFD軟件對流場進行分析后得出相臨3D-8D距離下風力機之間流場的靜壓、速度和渦量分

4、布,從而得出相鄰風力機之間影響的定性化的結論;(2)運用基本的動量定理分析單臺風力機的尾流效應,在對邊界條件進行合理假設的情況下對尾流效應進行數(shù)學描述,并將所得算式進行簡化,得到尾流效應計算的簡化算式,接著分析了尾流交匯區(qū)內(nèi)的風速的計算方法,最后用風力機模型進行風場實驗,對比尾流計算模型與實際數(shù)值的符合程度,驗證由CFD軟件得出的定型化結論。(3)通過實驗驗證,在實地選用兩臺風力機模型,在風向和風速穩(wěn)定的情況下進行風速測定,由此可以進一