尾流效應(yīng)，伴隨而來的是發(fā)電量損失和安全風(fēng)險(xiǎn)，因而成為下游機(jī)組運(yùn)行時(shí)的“老大難”問題。以“十四五”風(fēng)電行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向——大基地和海上項(xiàng)目為例，這些場地地形開闊，裝機(jī)數(shù)量多，機(jī)組排布規(guī)則致密，使得尾流效應(yīng)愈加明顯，帶來的發(fā)電量損失可高達(dá)10%~20%！

但目前市面上的微觀選址軟件中，尾流評估策略較少，且核心算法簡單，無法滿足需求，怎么辦？

運(yùn)達(dá)股份通過對風(fēng)機(jī)尾流評估的攻堅(jiān)創(chuàng)新，針對不同場景，定制不同尾流評估策略，并集成于“運(yùn)風(fēng)”風(fēng)資源公共服務(wù)云平臺(tái)上，幫助用戶根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，靈活選用最優(yōu)策略。通過與某實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)行數(shù)據(jù)對比，“運(yùn)風(fēng)”的大規(guī)模風(fēng)場模型對尾流損失的評估誤差僅為1%！

一起來看看，如此精準(zhǔn)的風(fēng)電場尾流，“運(yùn)風(fēng)”是如何計(jì)算出來的？

疊加模型 為高效準(zhǔn)確的尾流評估提供豐富選擇

在風(fēng)電項(xiàng)目中，某臺(tái)風(fēng)機(jī)往往位于上游多臺(tái)風(fēng)機(jī)的尾流區(qū)中，其所受到的尾流影響是這些風(fēng)機(jī)疊加產(chǎn)生的。主流商業(yè)軟件中對疊加效應(yīng)的處理較為簡單，導(dǎo)致尾流評估失真。

針對這個(gè)問題，“運(yùn)風(fēng)”平臺(tái)開發(fā)了豐富的尾流疊加模型，除與主流商業(yè)軟件相同的最大值模型外，還包括線性疊加、能量守恒以及平方和模型，這些工程模型及附加湍流模型均被植入“運(yùn)風(fēng)”平臺(tái)，供用戶按照實(shí)際需求自主選擇，可以更加精確地評估較大風(fēng)電項(xiàng)目的尾流效應(yīng)。

單機(jī)尾流模型示意圖

尾流疊加模型

致動(dòng)盤模型 為精細(xì)化尾流評估提供可能

常規(guī)風(fēng)資源評估，首先要利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）對自由流風(fēng)況進(jìn)行仿真計(jì)算，再通過工程模型對尾流效應(yīng)進(jìn)行評估，二者相互獨(dú)立，不存在耦合。然而，工程模型大多針對特定物理場景進(jìn)行簡化，機(jī)組間距較遠(yuǎn)時(shí)，計(jì)算結(jié)果精度可以保證，但間距較近時(shí)，則嚴(yán)重失真，往往對尾流損失做出低估，導(dǎo)致對發(fā)電量及機(jī)組安全性的盲目樂觀。

為準(zhǔn)確評估機(jī)組間距較近時(shí)的尾流效應(yīng)，“運(yùn)風(fēng)”研發(fā)了基于致動(dòng)盤模型的CFD仿真技術(shù)，這一技術(shù)將常規(guī)評估中各自獨(dú)立的尾流效應(yīng)評估與CFD仿真進(jìn)行耦合，充分考慮風(fēng)機(jī)對來流空氣的阻滯作用，對空氣流經(jīng)機(jī)組前后的劇烈變化進(jìn)行精細(xì)模擬，并通過網(wǎng)格加密、流場映射等技術(shù)手段，兼顧精度和計(jì)算效率。并且通過對空氣流經(jīng)機(jī)位點(diǎn)時(shí)風(fēng)向偏轉(zhuǎn)進(jìn)行綜合考慮，還可對致動(dòng)盤朝向進(jìn)行修正，進(jìn)一步提升計(jì)算精度。

致動(dòng)盤模型示意圖

大規(guī)模風(fēng)場尾流模型 1%評估誤差“理想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)”

大基地和海上項(xiàng)目這類大規(guī)模風(fēng)場項(xiàng)目，往往位于湍流強(qiáng)度較低區(qū)域，尾流效應(yīng)愈加明顯，而影響距離也更深遠(yuǎn)。若采用工程模型評估尾流，會(huì)低估其損失；若采用致動(dòng)盤CFD仿真，又會(huì)因?yàn)辄c(diǎn)位眾多使計(jì)算冗長。而“運(yùn)風(fēng)”以工程模型耦合邊界層修正的思路，開發(fā)出針對大規(guī)模風(fēng)場的尾流評估模型，有效解決了精確和效率之間的兩難，可以快速精確評估尾流損失。通過與某實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)行數(shù)據(jù)對比，“運(yùn)風(fēng)”的大規(guī)模風(fēng)場模型對尾流損失的評估誤差僅為1%。

大規(guī)模風(fēng)場模型

準(zhǔn)確評估尾流效應(yīng)，對于風(fēng)場設(shè)計(jì)、機(jī)組選型、排布優(yōu)化及運(yùn)行控制至關(guān)重要，因而一直是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。經(jīng)過不斷迭代優(yōu)化，“運(yùn)風(fēng)”平臺(tái)集成眾多尾流評估策略，為千余項(xiàng)目風(fēng)資源計(jì)算與尾流評估提供支持。未來，運(yùn)達(dá)股份將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化改進(jìn)尾流評估技術(shù)，推廣應(yīng)用場景，將其不利影響降至最低，提升風(fēng)能利用效率和風(fēng)電場收益，為行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。

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