风电场中湍流强度的计算和影响分析

湍流强度I_T定义为风速的标准偏差σ_U与10min平均风速U₁₀的比值，即I_T=σ_U/U₁₀。

应该注意，风力机的存在会影响当地风的流动，风力机后面尾迹中的湍流与风力机前面有所不同，这种风力机影响湍流的现象称为尾迹效应。典型地，风力机的存在将增加尾流的湍流强度。对于安装在其他风力机后面20倍风轮直径范围内风力机，尾迹效应应该加以考虑，这对安装数排风力机的风电场是非常有意义的。

下面的方法可以用于考虑尾迹效应：自由流湍流强度I_T用尾迹效应的湍流强度I_T，w修正，给出总的湍流强度I_T，total，在评估湍流强度时，一般都假设风向均匀分布，如果风向不是均匀分布时，则式子可以调整为[参见弗兰德森相关研究（2001）]

式中 N——相邻风力机的个数；

m——所考虑结构部件材料的Wöhler曲线指数；

v——轮毂高度自由流平均风速；

p_w——尾流条件的概率；

x_i——到第i个风力机的距离；

D——风轮直径；

I_T——自由流湍流强度；

I_T，w——轮廓高度尾迹中心的最大湍流强度。

相邻风力机个数N可以根据下面所述来定：(www.xing528.com)

1）两台风力机：N=1；

2）一排风力机：N=2；

3）两排风力机：N=5；

4）多于两排的风电场：N=8。

确定相邻风力机的例子如图3-3所示。

图3-3 确定相邻风力机的例子

如果风电场有五排以上的风力机，并且每排有五台以上，或者垂直于主风向同一排中的风力机之间的距离小于3D，那么必须考虑平均湍流强度的增加，这可以通过用I^*_T代替I_T来完成，即

式中 x_r——同一排风力机之间的距离；

x_f——排与排风力机之间的距离。