机械工程学报

作者：王泽栋, 郝俊博, 易文武, 陈严, 黄志鸿

单位：1. 汕头大学智能制造技术教育部重点实验室 汕头 515063;2. 汕头大学能源所 汕头 515063

关键词：风力机,风洞试验,尾流效应,串列布置；

基金：广东省应用型科技研发（2015B020240003）、国家自然科学基金（51976113）和国家高技术研究发展计划（863计划，2012AA051301）资助项目

随着单风电场的风力机数量逐渐增加，风力机之间的尾流扰动已成为影响风电场布局优化的重要因素。为此，设计风洞试验以研究尾流扰动对下游风力机性能的影响。首先，通过Cobra探头对单台风力机进行速度测量并计算速度损失和湍流参数，结果表明单台风力机尾流速度损失近似高斯函数形式，并沿下游损失减小，风力机湍流主要分布在尾流中心和边界层；与此同时，在功率谱密度分析中，近尾流区域出现明显3p周期性，叶尖出现明显n×p周期性。接着，对两台风力机串列布置，通过改变来流风速、下游风机位置、偏航等参数，重点研究串列式风力机尾流对功率性能效率的影响，试验表明风力机间距增加、来流湍流度增加和上游风力机偏航均能提高下游风机发电效率；此外，下游转向对功率特性无显著影响。最后，还研究湍流强度对尾流速度恢复的影响，结果表明，湍流入流的尾流速度恢复快于均匀入流。在实际风电场中，可通过计算风轮等效风速评估功率特性，以确定风力机布置位置。

来源：2022年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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