風電場風機尾流及其迭加模型的研究(3)
作者：石家莊風機 日期：2014-9-11 瀏覽：2434
2 ）針對情況 2 的風機尾流迭加模型的推導。該情況中，對于第 n 臺風機來說，上游 n − 1臺風機對其造成的影響均是直接的，起著相同的作用。
設風電場有 n 臺風機， 第 n 臺風機在上游 n − 1臺風機的尾流影響范圍內，風機工作風速分別記為u 1 , u 2 , ⋅⋅⋅ , u n ，如圖 3(b) 所示。假設第 n 臺風機的尾流面積為 A n ，則根據動量守恒定理，可得
將風電場 n 臺風機整體的尾流流場作為控制體，則根據動量守恒方程可得
第 n 臺風機截面上受其他風機的尾流影響區域如圖 5 所示，在計算動量變化率及動量流量時，扣除不含第 n 臺風機尾流面積的其他風機的尾流重疊部分，即陰影所示部分。
2 算例分析
2.1 采用一維非線性擴張尾流模型的算例分析假設某風電場包括 2 臺風機，按照圖 6 方式布置，上游風速 U 1 = 13 m/s ，地面平均粗糙度為 0.5 ，風機采用 Vestas 公司 1.65 MW 風力機， 其基本參數為：直徑 D 0 = 82 m ；輪轂中心高程 Z 0 = 78 m ；額定風速 u r = 13 m/s ；切入風速 u cut-in = 3.5 m/s ；切出風速 u cut-out = 20 m/s ；出力曲線如圖 7 所示。
針對該風電場，分別采用一維線性派克 (Park)尾流模型、修正派克尾流模型、本文提出的一維非線性擴張尾流模型對風電場風機尾流進行計算，并與采用三維數值模擬的計算結果進行對比。計算結果如圖 8 和表 1 所示。對于采用三維數值模擬的計算結果，由于風速沿 y 軸和 z 軸的分布存在一定的差異，為方便與一維計算結果對比，分別取斷面平均風速和功率折算風速 2 種。
從表 1 的計算結果可以看出：隨著風機下游距
