一種基于多尾流模型的風機尾流分析方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于多尾流模型的風機尾流分析方法，主要包括：對尾流模型進行分析；基于尾流模型的分析結果，對尾流湍流模型進行分析；基于尾流湍流模型的分析結果，對尾流組合模型進行分析，得到尾流模型、尾流湍流模型和尾流組合模型的風機尾流分析結果。本發明所述基于多尾流模型的風機尾流分析方法，可以克服現有技術中穩定性差、可靠性低和成本高等缺陷，以實現穩定性好、可靠性高和成本低的優點。
【專利說明】一種基于多尾流模型的風機尾流分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風力發電過程中風資源監測【技術領域】，具體地，涉及一種基于多尾流模型的風機尾流分析方法。
【背景技術】
[0002]我國風電進入規模化發展階段以后所產生的大型風電基地多數位于“三北地區”(西北、東北、華北)，大型風電基地一般遠離負荷中心，其電力需要經過長距離、高電壓輸送到負荷中心進行消納。由于風資源的間歇性、隨機性和波動性，導致大規模風電基地的風電出力會隨之發生較大范圍的波動，進一步導致輸電網絡充電功率的波動，給電網運行安全帶來一系列問題。
[0003]截至2013年11月，甘肅電網并網風電裝機容量已達到668萬千瓦，約占甘肅電網總裝機容量的21%，成為僅次于火電的第二大主力電源。隨著風電并網規模的不斷提高，風力發電的不確定性和不可控性給電網的安全穩定經濟運行帶來諸多問題。因此需要對大規模風力發電的相關問題進行深入分析研究，尤其需要分析大規模風電集中并網情況下風機尾流效應對風電場運行情況的影響。
[0004]關于多尾流模型的風機尾流分析，現有技術中尚未發現相關記載。
[0005]在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在穩定性差、可靠性低和成本聞等缺陷。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種基于多尾流模型的風機尾流分析方法，以實現穩定性好、可靠性高和成本低的優點。
[0007]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種基于多尾流模型的風機尾流分析方法，主要包括:
[0008]a、對尾流模型進行分析；
[0009]b、基于尾流模型的分析結果，對尾流湍流模型進行分析；
[0010]C、基于尾流湍流模型的分析結果，對尾流組合模型進行分析，得到尾流模型、尾流湍流模型和尾流組合模型的風機尾流分析結果。
[0011 ] 進一步地，在步驟a中，所述尾流模型即Larsen模型，是基于普朗特邊界層方程的漸近表達式，是一種解析模型。
[0012]進一步地,所述步驟a,具體包括:
[0013]假定下風向不同位置的風速衰減具有相似性，并且風速只會發生中等程度的衰減，則可通過下式計算下風向L=X處的尾流影響區域半徑:
【權利要求】
1.一種基于多尾流模型的風機尾流分析方法，其特征在于，主要包括: a、對尾流模型進行分析； b、基于尾流模型的分析結果，對尾流湍流模型進行分析； C、基于尾流湍流模型的分析結果，對尾流組合模型進行分析，得到尾流模型、尾流湍流模型和尾流組合模型的風機尾流分析結果。
2.根據權利要求1所述的基于多尾流模型的風機尾流分析方法，其特征在于，在步驟a中，所述尾流模型即Larsen模型，是基于普朗特邊界層方程的漸近表達式，是一種解析模型。
3.根據權利要求1或2所述的基于多尾流模型的風機尾流分析方法，其特征在于，所述步驟a，具體包括: 假定下風向不同位置的風速衰減具有相似性，并且風速只會發生中等程度的衰減，則可通過下式計算下風向L=X處的尾流影響區域半徑:
4.根據權利要求3所述的基于多尾流模型的風機尾流分析方法，其特征在于，所述步驟a,具體還包括: 為了避免計算普朗特混合長，在工程中常由下式來計算C1:
5.根據權利要求4所述的基于多尾流模型的風機尾流分析方法，其特征在于，所述步驟a,具體還包括: 缺乏實測風數據時，環境湍流強度由下式近似確定:
6.根據權利要求5所述的基于多尾流模型的風機尾流分析方法，其特征在于，所述步驟b，具體包括: 尾流模型中需增加尾流對下風向環境瑞流的影響，Larsen模型中采用以下簡單的經驗模型反映尾流影響區域內的相應位置，由尾流增加的湍流強度:
7.根據權利要求6所述的基于多尾流模型的風機尾流分析方法，其特征在于，所述步驟b,具體還包括: 若認為尾流湍流是一個獨立的隨機變量，則由公式(9)計算下風向測風塔處總的湍流強度:
8.根據權利要求7所述的基于多尾流模型的風機尾流分析方法，其特征在于，所述步驟C，具體包括: 對單一尾流模型進行擴展，求得上風向多臺風電機組共同作用下的測風塔承受的尾流效應。
9.根據權利要求8所述的基于多尾流模型的風機尾流分析方法，其特征在于，所述對單一尾流模型進行擴展，求得上風向多臺風電機組共同作用下的測風塔承受的尾流效應的操作，具體包括: 采用平方求和法進行尾流組合，平方求和法的表達式如公式(10)所示:
【文檔編號】G01M9/06GK103884485SQ201410064885
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】路亮, 汪寧渤, 姜文玲, 王定美, 劉光途, 呂清泉, 陳釗 申請人:國家電網公司, 國網甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司風電技術中心