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风电场微观选址及数值模拟

彭秀芳  
【摘要】: 随着社会各界对新能源需求的日益提高,风力发电在新能源中所占的比重也在不断的加大。但是在风电场的建设中存在各式各样的问题,风电场的微观选址就是其中的关键问题之一,特别是复杂地形的微观选址问题。 复杂地形的风电场布置是一项非常复杂的工作。本文通过选用一个包含山谷、陡坡、山峰等具有多种典型代表的复杂地形的风电场例子,研究如何在复杂地形上进行微观选址,并根据复杂地形主风向上和垂直主风向上的不同间距来布置风机,对比单机平均发电量和尾流影响。最后得出结论,在复杂地形中,主风向上单机的平均发电量随着风机间距的增大先增加后减小,尾流损失不断减小;而垂直主风向上随着风机间距的增大,单机平均发电量不断增大,尾流损失也不断减小。通过分析,建议在复杂地形的主风向上,风机间距的选择比简单地形可以小一些,大概是风机直径6-7倍左右,而简单地形的风机间距一般是风机直径7-8倍。 WindFarmer和WAsP软件是风电场微观选址的专业软件,但不能直观的体现风场的特性,本文还引入CFD软件对两个特殊地形——圆形陡坡和凹谷地形进行数值模拟,研究整个流场特性,并给出如何在这些复杂地形布置安装风机的建议。除此之外,本文还运用CFD软件结合动网格,模拟风机运行后的尾流恢复过程。模拟结果显示,运用CFD软件可以很直观的模拟出运行中的风机速度恢复过程,结果比较合理,具有一定可靠性。


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