CN110082556A - 一种水平轴风力机尾流区风速测量方法 - Google Patents

一种水平轴风力机尾流区风速测量方法 Download PDF

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张志阳
张立新
胡蓉
施宁强
蒋明洪
王玉忠
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，包括以下步骤：步骤1：选定风电场试验风机，定位风速测量主方向，由监控平台预测合适的测量周期，即风速达到试验要求，风向为测量主风向；步骤2：对单台风力机尾流区不同距离为半径的半圆弧区风速进行测量，因单台风机尾流区呈对称分布，所以只对风力机半圆弧尾流区轴向左侧区进行不同角度位置点进行测量。步骤3：对两台并排风力机不同间距的尾流区不同距离为半径的半圆弧区风速进行测量，因并行风力机的下游风机尾流区呈对称分布，所以只对下游风力机半圆弧尾流区轴向左侧区进行不同角度处的位置点进行测量。步骤4：对两台错排风力机不同间距的尾流区不同距离为半径的半圆弧区风速进行测量，并对整个圆弧区的不同角度处的位置点进行测量。与当前各类风机尾流测量方法相比，考虑到风机的变桨与偏航以及风电场的风速和风向，提出基于新疆达坂城实际风电场尾流研究的风速测量方法，对新疆达坂城风电场前期发电效益评估以及后期风电场的建设具有重要现实意义。

Description

一种水平轴风力机尾流区风速测量方法
技术领域
本发明涉及一种风力机尾流区风速测量方法，尤其涉及一种水平轴风力机尾流区风速测量方法。
背景技术
风力机包括水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，目前水平轴风力机占市场主流，水平轴风力机的尾流区研究直接关系着风电场风电效益的高低。尾流区的风速变化对风力机发电和疲劳寿命有着重要影响，由于条件的不足，缺少对实际风电场的尾流变化研究。本发明基于达坂城实际风电场提出一种实用的风力机尾流区风速测量方法，提高了对水平轴风力机尾流区风速变化的测量精度，加深了水平轴风力机尾流变化研究，对风电场前期发电效益评估以及后期风电场的建设具有一定的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，该方法可以提供一种运用于水平轴风力机尾流区的速度场研究的测量方法。
本发明的上述问题是通过下述方案得以解决。
所述的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：基于实际风电场风机的分布、以及风机的变桨与偏航，考虑到风速和风向的变化通过风电场中央控制平台对未来风速、风向、天气、湿度等进行预测，确定满足试验条件和风速测量周期。
步骤2：对单台风力机尾流区不同距离半径的半圆弧区风速进行测量，因单台风机尾流区呈对称分布，所以只对风力机半圆弧尾流区轴向左侧区进行不同角度位置点进行测量。
步骤3：对两台并排风力机不同间距的尾流区不同距离为半径的半圆弧区风速进行测量，因并行风力机的下游风机尾流区呈对称分布，所以只对下游风力机半圆弧尾流区轴向左侧区进行不同角度处的位置点进行测量。
步骤4：对两台错排风力机不同间距的尾流区不同距离为半径的半圆弧区风速进行测量，并对整个圆弧区的不同角度处的位置点进行测量。
所述的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：所述的风机分布为并排串联和错排交叉分布；所述的风速为6m/s到20m/s，风向为0°到360°之间的来流方向；所述的中央控制平台为风电场中央监控室，可以监测风电场风机运行状况与预测风电场天气情况和湿度等；风机的变桨与偏航在正常范围内；在确定满足试验条件的基础上，确定风速测量周期。
所述的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：所述的单台风机尾流区不同距离为风机后轴向距离3D、5D、8D，D为风轮直径；所述的半圆弧区为尾流区内以轴向距离3D、5D、8D为半径的半圆弧速度场；所述的不同角度为以风力机后轴向方向为起始方向，分别测量0°、30°、45°、60°、90°方向上的位置点风速。
所述的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：所述的两台并排风力机不同间距为上游风机与下游风机之间的距离为3D、5D；所述的半圆弧区为下游风机尾流区内轴向距离3D、5D、8D为半径的半圆弧速度场；所述的不同角度为以风力机后轴向方向为起始方向，分别测量0°、30°、45°、60°、90°方向上的位置点风速。
所述的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：所述的两台错排风力机不同间距为水平方向距离为3D，轴向距离为3D、5D；所述的半圆弧区为所述的半圆弧区为下游风机尾流区内轴向距离3D、5D、8D为半径的半圆弧速度场；所述的不同角度为以风力机后轴向方向为起始方向，分别测量0°、30°、45°、60°、90°、-30°、-45°、-60°、-90°方向上的位置点风速。
本发明提出一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，与当前各类风机尾流测量方法相比，考虑到风机的变桨与偏航以及风电场的风速和风向，提出基于新疆达坂城实际风电场尾流研究的风速测量方法，对新疆达坂城风电场前期发电效益评估以及后期风电场的建设具有重要现实意义。
附图说明
图1为本发明提出的水平轴风力机尾流区风速测量方法流程图。
图2为单台风力机尾流区风速测量方案示意图。
图3为并排风力机轴向间距5D的下游风力机尾流区风速测量方案示意图。
图4为错排风力机轴向间距5D的下游风力机尾流区风速测量方案示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细说明。
如图1所示为本发明提出的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法流程图，该发明方法包括以下步骤：
步骤1：基于新疆达坂城实际风电场风机的分布、以及风机的变桨与偏航，考虑到风速和风向的变化通过风电场中央控制平台对未来风速、风向、天气、湿度等进行预测，确定满足试验条件和风速测量周期。
步骤2：对单台风力机尾流区不同距离半径的半圆弧区风速进行测量，因单台风机尾流区呈对称分布，所以只对风力机半圆弧尾流区轴向左侧区进行不同角度位置点进行测量。
步骤3：对两台并排风力机不同间距的尾流区不同距离为半径的半圆弧区风速进行测量，因并行风力机的下游风机尾流区呈对称分布，所以只对下游风力机半圆弧尾流区轴向左侧区进行不同角度处的位置点进行测量。
步骤4：对两台错排风力机不同间距的尾流区不同距离为半径的半圆弧区风速进行测量，并对整个圆弧区的不同角度处的位置点进行测量。
根据步骤1所述的风机分布为并排串联和错排交叉分布；所述的风速为6m/s到20m/s，风向为0°到360°之间的来流方向；所述的中央控制平台为风电场中央监控室，可以监测风电场风机运行状况与预测风电场天气情况和湿度等；风机的变桨与偏航在正常范围内；在确定满足试验条件的基础上，确定风速测量周期。
如图2所示，所述的单台风机尾流区不同距离为风机后轴向距离3D、5D、8D，D为风轮直径；所述的半圆弧区为尾流区内以轴向距离3D、5D、8D为半径的半圆弧速度场；所述的不同角度为以风力机后轴向方向为起始方向，分别测量0°、30°、45°、60°、90°方向上的位置点风速。
如图3所示，所述的两台并排风力机不同间距为上游风机与下游风机之间的距离为3D、5D；所述的半圆弧区为下游风机尾流区内轴向距离3D、5D、8D为半径的半圆弧速度场；所述的不同角度为以风力机后轴向方向为起始方向，分别测量0°、30°、45°、60°、90°方向上的位置点风速。
如图4所示，所示的两台错排风力机不同间距为水平方向距离为3D，轴向距离为3D、5D；所述的半圆弧区为所述的半圆弧区为下游风机尾流区内轴向距离3D、5D、8D为半径的半圆弧速度场；所述的不同角度为以风力机后轴向方向为起始方向，分别测量0°、30°、45°、60°、90°、-30°、-45°、-60°、-90°方向上的位置点风速。
根据步骤1、步骤2、步骤3、步骤4的测量方法，基于达坂城实际风电场尾流区风速场的实际变化研究，提高了对水平轴风力机尾流区风速变化的测量精度，加深了水平轴风力机尾流变化了解，对风电场前期发电效益评估以及后期风电场的建设具有一定的现实意义。
以上显示和描述了本发明的技术原理和方法。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤(1)：基于新疆达坂城实际风电场风机的分布、以及风机的变桨与偏航，考虑到风速和风向的变化通过风电场中央控制平台对未来风速、风向、天气、湿度等进行预测，确定满足试验条件和风速测量周期。
步骤(2)：对单台风力机尾流区不同距离半径的半圆弧区风速进行测量，因单台风机尾流区呈对称分布，所以只对风力机半圆弧尾流区轴向左侧区进行不同角度位置点进行测量。
步骤(3)：对两台并排风力机不同间距的尾流区不同距离为半径的半圆弧区风速进行测量，因并行风力机的下游风机尾流区呈对称分布，所以只对下游风力机半圆弧尾流区轴向左侧区进行不同角度处的位置点进行测量。
步骤(4)：对两台错排风力机不同间距的尾流区不同距离为半径的半圆弧区风速进行测量，并对整个圆弧区的不同角度处的位置点进行测量。
2.根据权利要求1所述的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：所述的风机分布为并排串联和错排交叉分布；所述的风速为6m/s到20m/s，风向为0°到360°之间的来流方向；所述的中央控制平台为风电场中央监控室，可以监测风电场风机运行状况与预测风电场天气情况和湿度等；风机的变桨与偏航在正常范围内；在确定满足试验条件的基础上，确定风速测量周期。
3.根据权利要求1所述的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：所述的单台风机尾流区不同距离为风机后轴向距离3D、5D、8D，D为风轮直径；所述的半圆弧区为尾流区内以轴向距离3D、5D、8D为半径的半圆弧速度场；所述的不同角度为以风力机后轴向方向为起始方向，分别测量0°、30°、45°、60°、90°方向上的位置点风速。
4.根据权利要求1所述的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：所述的两台并排风力机不同间距为上游风机与下游风机之间的距离为3D、5D；所述的半圆弧区为下游风机尾流区内轴向距离3D、5D、8D为半径的半圆弧速度场；所述的不同角度为以风力机后轴向方向为起始方向，分别测量0°、30°、45°、60°、90°方向上的位置点风速。
5.根据权利要求1所述的一种水平轴风力机尾流区风速测量方法，其特征在于：所述的两台错排风力机不同间距为水平方向距离为3D，轴向距离为3D、5D；所述的半圆弧区为所述的半圆弧区为下游风机尾流区内轴向距离3D、5D、8D为半径的半圆弧速度场；所述的不同角度为以风力机后轴向方向为起始方向，分别测量0°、30°、45°、60°、90°、-30°、-45°、-60°、-90°方向上的位置点风速。
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