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修正技术量化风资源评估误差

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:例如,WAsP软件用于风资源评估与风电场设计已有20多年,尤其是对于平坦地形的风资源分析结果更加准确,得到普遍认可,是世界上应用最广泛的风资源分析软件之一。但WAsP软件因采用标准线性模型模拟风电场,针对复杂地形,风资源的预测评估结果偏差较大。与现有软件如WAsP相比,CFD能计算出三维风电场绕流,计算精度更高,风资源评估更准确。

修正技术量化风资源评估误差

(1)坡度、粗糙度以及边界层厚度对复杂地形周围流场的影响

一般来说,风能密度随坡度的增加而增大;背风面因受到漩涡以及尾流的影响,在近地面较平坦地形处风能分布差。粗糙度越小,风能分布越好,粗糙度在很小范围内变化时对风能影响不大,可以忽略。但当粗糙度变化很大时,在选择安装风电机组的位置时,就应该尽量避开摩擦力系数较大的区域。边界层厚度的选取对风速的捕获以及湍流强度的分布都有影响,对速度分布的影响更大。

采用CFD数值模拟的方法分析各种典型地形几何形状(坡度)、大气边界层特征(地表粗糙度及边界层厚度)对风能分布、风速捕捉和湍流强度的影响,并结合实际案例与现在采用的工程分析方法进行比较,评估工程分析方法存在误差的原因,并进行量化误差分析。

(2)风电场数值模拟修正(www.xing528.com)

多数风资源评估软件,如WAsP、WindFarm、MS-MICRO、WindFarmer和WindPro等,采用风流体线性化模型(假定只存在小的风扰动),优点是计算量小,但不适合评估复杂地形(如高山、森林、滩涂等)的风资源。例如,WAsP软件用于风资源评估与风电场设计已有20多年,尤其是对于平坦地形的风资源分析结果更加准确,得到普遍认可,是世界上应用最广泛的风资源分析软件之一。但WAsP软件因采用标准线性模型模拟风电场,针对复杂地形,风资源的预测评估结果偏差较大。

CFD模拟通过将地形、粗糙度和障碍物等影响用参数表示,直接用数值方法求解流体力学方程,计算在树林等复杂环境下气流在三维方向的变化、三维粗糙度效应、三维湍流、风切变等。与现有软件如WAsP相比,CFD能计算出三维风电场绕流,计算精度更高,风资源评估更准确。

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