復雜地形風電場中風加速效應的實驗研究

嚴曉生，李岳，高曉霞，王喜

(1. 福建國電風力發電有限公司, 福建 福州 350800；2. 華北電力大學 能源動力與機械工程學院, 河北 保定071003；3. 河北龍源風力發電有限公司, 河北 張家口 075000)

0 引言

隨著風電產業的不斷發展，陸上平坦地區風電場基本已開發殆盡，新建陸上風電場大多選址于復雜地形。復雜地形風電場風況變化復雜，地表粗糙度、山體坡度、風向等都會對風速產生一定的影響；除此之外，有效風速的利用時間、最頻繁風速也是要考慮的因素。山地地形的存在會使得正常的平地來流在經過一定高度差后，產生大于來流風速的風，該現象即加速效應。針對坡地對風的加速效應影響，目前的主要方法是比較同一水平高度下平地風和山地風場的區別，多采用無量綱常數加速比來表征加速效果。

文獻[1]最先闡述了風速在坡地上的變化，但其針對的對象為二維理想型山體，實用性較低；文獻[2-5]提出了簡化算法和分級加速比，這一改進使得計算精度大幅度提高，對地形帶來的非均質流誤差進行了校正，得出了加速程度與大氣的穩定性的關系；文獻[6-9]對山地平均風的加速效果做了數值模擬，研究了地貌因素起到的作用，探究了山體坡度、高度、長度、間距對風速分布的影響，提出了關于高度、坡度等因素的修正算法；文獻[10]總結了復雜地形對低風速風場的影響，得出地形因素會導致風切變發生變化，使得風速大幅度減小，入流角和湍流強度也會受到復雜地形的影響，會使可利用風能減少以及機組載荷增大；……