论文部分内容阅读
在风电场微观选址中,首先要计算风电场的风资源,然后根据风资源计算结果排布风力机。复杂地形的空气流动状况较平坦地形复杂。随着风力机尺寸越来越大,风力机的堵塞作用对局部地形绕流的干涉也越来越明显。当前复杂地形风电场的微观选址往往只考虑地形对风力机来流风速的影响,没有考虑地形绕流与风力机尾流相互干涉的影响。本文中,选用某2MW风力机,对典型复杂地形中的山丘地形绕流与风力机尾流干涉进行三维数值模拟。复杂地形包括不同高度的单山、连续双山以及带山谷的双山地形。首先研究了不同山丘高宽比、不同高度双山以及双山间不同山谷深度对地形绕流的影响,以及平坦地形下风力机尾流结构。然后,研究风力机位于山丘顶部、山丘上下游不同位置处时山丘绕流与风力机绕流的相互干涉,获得了风力机尾流的发展与速度恢复过程。在对简化地形验证的基础上,对真实的复杂山地地形绕流与风力机尾流进行三维数值模拟。模拟了真实孤立山丘和连续山丘的绕流场分布,分析山地地形附近的风速变化,流动分离形成的漩涡以及速度的恢复。研究了真实复杂山地地形绕流与风力机尾流的相互干涉。模拟结果显示山丘的高宽比对绕流干涉有较大影响。山丘高宽比较大(H/L=1)时,风力机在山丘顶部和下游均会引起山丘背风面的流动分离,使下游速度恢复区延长。风力机距离山丘越近,分离点越接近山丘顶部。风力机在上丘上游时,离山丘一定距离时也会引起山丘背风面的流动分离。双山之间会存在相互影响,在·定程度上削弱山顶风速的增加。两山之间相互影响,两山之间存在分离涡。山谷的存在会加大山丘背风面的分离尺度。因此,在复杂地形的微观选址中,不仅要考虑地形,盛行风向和风力机尾流的影响,还要考虑地形绕流与风力机尾流的相互干涉作用。本论文的模拟结果对实际复杂地形风电场的微观选址具有一定的指导意义。