风力机偏航对尾迹演化影响的实验研究

• 作者: 张立栋 铁浩 刘惠文 李钦伟 田文鑫 赵秀勇 常子涵 .东北电力大学能源与动力工程学院 .河海大学能源与电气学院 .中国电建集团吉林省电力勘测设计院有限公司 .国家环境保护大气物理模拟与污染控制重点实验室(国电环境保护研究院有限公司)
• 来源期刊: 发电技术
• 学科: 工学
• 关键词: 可再生能源;风电;风力机;尾流;湍流;演化;偏航控制;风洞实验
• 年，卷（期）: 2025,（6）
• 页码范围: 165-174
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

【目的】风力机尾流影响风电场的整体功率输出，对尾流特性进行分析是研究偏航控制对尾流影响的关键。为此，研究了上游风力机不同偏航角对尾流特征(如湍流积分尺度、功率谱密度等)以及尾流中涡流运动等方面的影响，以深入了解偏航状态下风力机尾流特性。【方法】采用风洞对0°、15°、30°偏航角的风力机下游尾迹演化规律进行研究。使用湍流积分尺度及功率谱密度等描述尾流特征，并以此分析不同特征点之间的相关性。【结果】偏航角对水平方向的尾流影响较小，湍流积分尺度变化不大；垂直方向上的湍流积分尺度在不同偏航角下具有较大的波动。通过对功率谱密度的分析，进一步量化了涡流运动对尾流湍动能的贡献。0°偏航时的来流受风力机旋转的扰动程度比15°偏航时小；但偏航角的增大并不总是导致风轮对来流的破坏程度增加，30°偏航时对来流涡结构的解耦作用比15°偏航时小。【结论】偏航角对风力机尾流在水平和垂直方向上的影响具有明显差异；功率谱密度分析为理解涡流运动对尾流湍动能的贡献提供了量化依据，有助于深入研究尾流中的能量传递和流动机制；偏航角与风轮对来流的扰动和解耦作用之间并非简单的正相关关系，这为风力机的优化运行和风电场的布局提供了参考依据。