風(fēng)電場中風(fēng)力機(jī)間相互影響的研究.pdf

1、近年來國內(nèi)風(fēng)電事業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,風(fēng)電場裝機(jī)容量也逐年增加,2008年,我國新增風(fēng)電機(jī)組5130多臺(tái),裝機(jī)容量624.6萬千瓦,新增裝機(jī)增長率為89％。2009年風(fēng)電裝機(jī)容量新增量達(dá)到1200萬千瓦,新增量位居全球第一位,預(yù)計(jì)2010年的風(fēng)電裝機(jī)容量新增量還將在1000萬千瓦左右。截至2009年底,我國風(fēng)電并網(wǎng)總量累計(jì)將達(dá)到1613萬千瓦時(shí),僅內(nèi)蒙古地區(qū)的風(fēng)電設(shè)備容量就超過了500萬千瓦。在風(fēng)電場的建設(shè)過程中,風(fēng)電場中風(fēng)力機(jī)組的布置是首先

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

3、驗(yàn)相結(jié)合的方法,開展了在主導(dǎo)風(fēng)向上上游風(fēng)力機(jī)對(duì)下游風(fēng)力機(jī)影響的研究,同時(shí)對(duì)風(fēng)電場中風(fēng)力機(jī)的優(yōu)化布置方法進(jìn)行了研究,確定了風(fēng)電場中如何對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行布置才能有效減少風(fēng)力機(jī)間的相互影響,取得了風(fēng)電場中風(fēng)力機(jī)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(duì)相鄰兩臺(tái)風(fēng)力機(jī)之間的相互影響進(jìn)行研究,在設(shè)定的邊界條件下對(duì)相鄰兩臺(tái)風(fēng)力機(jī)之間的流場進(jìn)行建模,通過使用CFD軟件對(duì)流場進(jìn)行分析后得出相臨3D-8D距離下風(fēng)力機(jī)之間流場的靜壓、速度和渦量分

4、布,從而得出相鄰風(fēng)力機(jī)之間影響的定性化的結(jié)論;(2)運(yùn)用基本的動(dòng)量定理分析單臺(tái)風(fēng)力機(jī)的尾流效應(yīng),在對(duì)邊界條件進(jìn)行合理假設(shè)的情況下對(duì)尾流效應(yīng)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述,并將所得算式進(jìn)行簡化,得到尾流效應(yīng)計(jì)算的簡化算式,接著分析了尾流交匯區(qū)內(nèi)的風(fēng)速的計(jì)算方法,最后用風(fēng)力機(jī)模型進(jìn)行風(fēng)場實(shí)驗(yàn),對(duì)比尾流計(jì)算模型與實(shí)際數(shù)值的符合程度,驗(yàn)證由CFD軟件得出的定型化結(jié)論。(3)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在實(shí)地選用兩臺(tái)風(fēng)力機(jī)模型,在風(fēng)向和風(fēng)速穩(wěn)定的情況下進(jìn)行風(fēng)速測(cè)定,由此可以進(jìn)一