风电场中多台风力机的数值模拟

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作   者：

杨从新;  何攀;  张旭耀;  张亚光; 

作者机构：

兰州理工大学能源与动力工程学院; 

关键词：

SOWFA;  风力机;  致动线;  风能;  数值模拟;  风电场; 

期刊名称：

太阳能学报

i s s n：

年卷期：

2021 年 002 期

页   码：

49-55

摘   要：

将NREL 5 MW风力机作为基本机型,使用致动线模型和大涡模拟相结合的数值方法,在中性大气边界层中模拟含有多台风力机的风电场。为了模拟风电场的复杂入流条件,首先模拟体积为3000 m（长）×3000 m（宽）×1000m（高）的大气边界层,并对模拟结果进行验证,结果表明:在覆盖逆温层以下,不同高度处的位温不变,平均风速满足剪切特性,脉动风速满足湍流谱特性;然后,分析了致动线模型中风轮直径上的网格节点数量（N）和高斯分布因子（ε）的取值规律,发现ε以网格尺度（η）为自变量取值时,N越大,η的系数越大,当N取63时,η的系数可取2或3,但N取25时,η只能取1.2;最后,使用致动线模型在大气边界层中布置8台风力机,模拟风电场,并对风力机间的相互干扰进行分析,发现第一排风力机功率明显大于其他风力机功率输出,占风场总功率输出的40.3%。