一种风机阵列尾流分布计算方法、系统、电子设备及介质技术方案

本发明专利技术涉及风机发电技术领域，公开了一种风机阵列尾流分布计算方法、系统、电子设备及介质，其方法通过对首排目标风机的来流区和尾流区进行计算流体力学建模，输出尾流区各网格点处的风速，计算尾流区内的各网格点处的风速衰减并对其进行归一化，得到各网格点处的风速衰减系数，并将其拓展到全域所有风机的尾流区，并对尾流重叠区的各网格点的风速衰减系数进行修正，对各个风机的尾流区的来流速度进行遍历计算，基于全域所有风机的来流速度和全域所有风机的尾流风速衰减系数分布对全域所有风机的各网格点的风速进行遍历计算，得到全域风机的尾流风速分布，提高了尾流风速分布的计算效率和计算精度。算效率和计算精度。算效率和计算精度。

【技术实现步骤摘要】
一种风机阵列尾流分布计算方法、系统、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及风机发电
，尤其涉及一种风机阵列尾流分布计算方法、系统、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]风能作为一种可再生能源及清洁能源，对于我国的能源安全战略有着举足轻重的地位。一般而言，自然来流推动前排风机风轮做功，动能转化为电能，气流穿过风轮后在其下游风速衰减，使得到达后排风机的风速和做功能力都会有所下降，这一尾流效应是风电场能量损失中一个相当重要的因素。如果尽量扩大风机间隔以减少尾流效应，那么风机阵列的占地以及建设成本又会极大增加。随着近年来大型的陆上和海上风电基地的规划和建设，如何在有限空间范围内合理进行风机阵列的排布以提高风力发电效率是一个亟需解决的科技问题。
[0003]目前，国内外求解来流经过风机的尾流效应主要有两种方法：
[0004]第一种方法是构建解析模型进行求解风机的尾流分布，该方法主要是基于势流理论得到的半经验模型，假设尾流区域符合正态分布，尾流区沿着轴向距离进行线性扩张，呈现锥台形状。在风机之后，尾流风速在轴向和截面上均按照线性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机阵列尾流分布计算方法，其特征在于，包括以下步骤：对首排目标风机的来流区和尾流区进行计算流体力学建模，对所述尾流区的流体模型进行网格离散处理，添加边界条件和来流风速载荷，求解并输出所述尾流区经过网格离散处理后的各网格点处的风速；根据所述来流风速载荷和所述尾流区的各网格点处的风速计算所述尾流区内的各网格点处的风速衰减，对所述尾流区内的各网格点处的风速衰减进行归一化，得到所述尾流区内的各网格点处的风速衰减系数；根据目标风机阵列中各风机的相对位置，将所述首排目标风机的所述尾流区内的各网格点处的风速衰减系数拓展到所述目标风机阵列中全域所有风机的尾流区，得到全域所有风机的尾流风速衰减系数初始分布；获取所述目标风机阵列中多个风机之间重叠构成的尾流重叠区，确定所述尾流重叠区对应位置的多个风机的尾流区的各网格点处的尾流衰减系数，并根据所述尾流重叠区对应位置的多个风机的尾流区的各网格点处的尾流衰减系数对所述尾流重叠区的各网格点的风速衰减系数进行修正，从而得到修正后的全域所有风机的尾流风速衰减系数分布；根据所述首排目标风机的来流风速载荷和修正后的全域所有风机的尾流风速衰减系数分布对所述首排目标风机的下游的各排风机的来流速度进行遍历计算，得到全域所有风机的来流速度；根据所述全域所有风机的来流速度和修正后的全域所有风机的尾流风速衰减系数分布对全域所有风机的各网格点的风速进行遍历计算，从而得到全域所有风机的尾流风速分布。2.根据权利要求1所述的风机阵列尾流分布计算方法，其特征在于，根据所述来流风速载荷和所述尾流区的各网格点处的风速计算所述尾流区内的各网格点处的风速衰减，对所述尾流区内的各网格点处的风速衰减进行归一化，得到所述尾流区内的各网格点处的风速衰减系数的步骤，具体包括：根据所述来流风速载荷和所述尾流区的各网格点处的风速计算所述尾流区内的各网格点处的风速衰减；对所述尾流区内的各网格点处的风速衰减进行归一化，得到所述尾流区内的各网格点处的风速衰减系数为：式中，n为风机标号，n＝1,2,3,...,N，N为风机总数，(i
n
,j
n
,k
n
)为风机n的尾流区的网格点相对于n号风机中心的位置坐标，为尾流区在(i
n
,j
n
,k
n
)位置处的网格点上的风速衰减系数，u0为来流速度，为尾流区在(i
n
,j
n
,k
n
)位置处的网格点上的风速，为尾流区在(i
n
,j
n
,k
n
)位置处的网格点上的风速衰减。3.根据权利要求1所述的风机阵列尾流分布计算方法，其特征在于，获取所述目标风机阵列中多个风机之间重叠构成的尾流重叠区，确定所述尾流重叠区对应位置的多个风机的尾流区的各网格点处的尾流衰减系数，并根据所述尾流重叠区对应位置的多个风机的尾流
区的各网格点处的尾流衰减系数对所述尾流重叠区的各网格点的风速衰减系数进行修正，从而得到修正后的全域所有风机的尾流风速衰减系数分布的步骤，具体包括：获取所述目标风机阵列中多个风机之间重叠构成的尾流重叠区，确定所述尾流重叠区对应位置的多个风机的尾流区的各网格点处的尾流衰减系数；根据所述尾流重叠区对应位置的多个风机的尾流区的各网格点处的尾流衰减系数构建所述尾流重叠区的各网格点的风速衰减系数的平方和模型为：式中，U为尾流重叠区的网格点U，mn为所述尾流重叠区对应位置的风机标号，mm为所述尾流重叠区对应位置的个数，为处于风机m1与风机mm之间所有风机上的尾流重叠区的网格点U经过修正后的风速衰减系数；通过所述尾流重叠区的各网格点的风速衰减系数的平方和模型求解得到所述尾流重叠区的各网格点经过修正后的风速衰减系数，对全域所有风机的尾流重叠区进行全域遍历计算并修正，得到修正后的全域所有风机的尾流风速衰减系数分布。4.根据权利要求3所述的风机阵列尾流分布计算方法，其特征在于，根据所述首排目标风机的来流风速载荷和修正后的全域所有风机的尾流风速衰减系数分布对所述首排目标风机的下游的各排风机的来流速度进行遍历计算，得到全域所有风机的来流速度的步骤，具体包括：以所述首排目标风机的尾流区的来流风速载荷为起始来流风速，根据所述起始来流风速和修正后的全域所有风机的尾流风速衰减系数分布计算所述首排目标风机的尾流区内远离所述来流区最远的网格点的风速，并以所述首排目标风机的尾流区内远离所述来流区最远的网格点的风速作为次排风机的来流速度，并以此依次遍历并得到下游各排风机的来流...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建东，刘上嘉，张思球，刘泓锴，张韧，黄秀秀，寇燕妮，宋子强，彭孝强，张伟康，陈滔滔，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司阳江供电局，
类型：发明
国别省市：